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一种移动机器人的遥操作平台的设计和实现

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的遥 操 作 系统 进 行 了室 内实验 。
关键词
中图法分类号
Ｔ ２ ２ Ｐ４ ；
文献标识码
遥操作 技 术 的重要 性 越 来 越 大 ， 对 于人 难 以 它 达到 的远距 离环 境 下 的远 程 作业 、 程 制造 以及 远 远 程 医疗和 远 程 教 育 具 有 深刻 的 现 实 意 义 。 它 可 以
２ 设 计与实现
本 操作 平 台主要 分 为键 盘 控 制 、 鼠标 控 制 和 方 向盘控 制三 种操 作模 式 ， 以本 设 计 用 到 相 关 硬 件 所 设 备包 括计 算机 （ ４１８Ｇ、１ 内存 、 Ｓ Ｐ ． ５ ２Ｍ Ｕ Ｂ端 口、 Ｗｉ ｏ ｓＸ ｎ ｗ Ｐ操 作 系统 、 ｉ ｃ ９０版 本 ） 台 ， 准 ｄ Ｄｒ ｔ ． ｅＸ 一 标
维普资讯
第 ７卷
第２ ２期
２０ ０７年 １ １月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ ． Ｎｏ． ２ １７ ２
Ｎｏ ｖ．２ ０７ ０
１７ ・８９ ２０ ） ２ ５０ ・４ ６ １１ １ （０ ７ ２ ・９８ ０
Ｓ ｉｎ ｅ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｎｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎｇ ｃｅ ｃ ｃ ｎｏｏ ｙ ａ ｇ ｎ ｅｉ
行 研制 的轮式 移 动机器 人 —— “ 吗 哆 ” 器人 ， 喀 机 其 是一种 为 完成 复 杂 月 球 表 面科 学 探 测 考 察 任 务 而 设 计 的轮式机 器人 … ， 它还 可 以用 于复 杂 地 形环 境
的侦察等， 在工业制造及服务行业也具有广泛的前
景 。所谓 遥操 作 （ ｅｅｐｒｔｎ 简 而 言 之就 是 远 距 Ｔｌｏｅ ｉ ） ａｏ 离操 作 ， 本文 设 计 的 遥 操 作 平 台 ， 供 了友 好 的人 提 机交 互界 面 ， 现 了 三 种 操 作 方 式 来 操 作 机 器 人 ， 实
⑥
２ ０ Ｓｉ ｅｈ Ｅ ｇｇ ０７ ｃ．Ｔ ｃ ． ｎｎ ．
计算机技术
一
种移动机器人的遥操作 平台的设计和实现
杜 芳 冯 健 翔 陈 俊
（ 解放军装备指挥 技术学 院， 怀柔 １ １１ ） ０ ４ ６
摘
要
提供 了一种方便 、 友好 的人机 接 口， 实现 了键 盘、 鼠标 、 向盘操作 三种操 作模 式来控制机 器人 的运 动 ， 方 并基于建 立 移 动机器人 遥操作 人机接 口 Ａ
角 度 ， 将指 令 通过 无 线 网传 给 机器 人 接 收 。如果 并 操作 者选 择 鼠标控 制 ， 以点 击 图 ４右 下 角 的操 作 可
面板 中的加 速 、 进 、 速 、 转 等 按 钮 来控 制 机 器 前 减 左
图１ “ 喀吗哆” 机器人的立体结构图
遥
操 作 平 台
发送 指令序 列
通
讯 系 统
接受 指令序 列
机 器 人
第 一作者简介 ： 杜
芳， 硕士研究生 ， 研究方 向： 智能控 制与航天
机 器人 。Ｅ ｍ ｉ ｄ８２ ６ １３ ｔｍ。 ・ ａｌ ｒ３ １ ＠ ６ ．ｏ ：
操作 者无 论是 有经 验 的 专 家 ， 是 初 学 者 都 可 以通 还 过此 平 台 ， 方便 地远程 操作 机器 人 。
１ “ 喀吗哆” 机器人系统
“ 吗哆” 器 人是 一 种 柔 性 结 构 的 轮式 移 动 喀 机
机器人 ， 立体结构如 图 １ 所示。这种机器人 的圆形
２０ ０ ７年 ８月 ７日收到 总装试验技术项 目（２ １４ 资助 ４ ４ ３ Ａ）
和 电机 ， 当机 器人 收 到远 方 遥 操作 平 台发来 的指 令 后， 解释并 执 行 指 令 ， 而 控 制 机 器 人 的运 动 。机 从 器人 与遥 操作 平 台的关 系如 图 ２所示 。
使人类 在 安 全 舒 适 的环 境 中 实 现 远 程 操 作 控 制 。 本文 介绍 了一种 遥操 作 平 台 ， 于控 制本 实 验 室 自 用
换（ ３ 。 图 ）
本 文 的遥操 作平 台提 供 的人 机交 互 界 面 如 图 ４
所示 ， 入 界 面后 ， 先 选 择 操 作 方 式 。在 交 互 界 进 首 面 的控 制菜 单下选 择 方 向盘控 制 ， 动 方 向 盘 ， ４ 转 图
中三个 圆 盘形 控 件 相 应 地 显 示 三 个 主 动 轮 转 动 的
遥 操 作 平 台 的设 计 流 程 如 图 ３所 示 ， 统 初 系 始化之后 ， 判 断是否 连接． 向盘 ； 没有 ， 先 了方 若 操 作 者 只 能 使 用 键 盘 和 鼠标 进 行 控 制 ； 检 测 到 方 若 向盘 ， 作 者 可 以 进 入 人 机 交 互 界 面后 ， 菜 单 中 操 在 选 择 操 作 模 式 。 可 供 选 择 的模 式 有 以下 三 种 ： 方 向盘 控 制 、 盘 控 制 、 键 鼠标 控 制 ； 择 其 中一 种 操 选
接受遥 测信
传回遥 测信
通信作者简介 ： 冯健翔 ， （ ９６ ， 男 １５ 一） 教授． 研究方 向： 工智 人
能。
图 ２ 遥操作机器人系统的逻辑 结构
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２ ２期
杜
芳， ： 等 一种移动机器人 的遥操作 平台的设 计和实现
５０ ９９
车板被 分成 ３个外 舱 和 一 个 中心舱 ， 舱 间 采 用 弹 外
性 器件 连接 ， 舱 与 中心 舱 之 间通 过 铰链 连 接 ， 外 三
个 外舱 的底 部分别 由三 个 主 动轮 支 撑 ， 中心舱 由一 个 万 向从 动 轮 支 撑 ； 外 ， 个 外 舱 内搭 载 单 片 机 另 三

键盘 、 鼠标一 套， ＧＵ Ｂ ０ Ｅ型赛诺方 向盘一个 ， Ｓ —Ｓ ０６
使 用 Ｂ ｆ ｎ ＋ ｕｌ 编程 。 ｏ ａ ｄＣ ＋Ｂ ｉ ｌ ｄ来
作模式后 ， 操作者 就可 以根据 由机器人 端传 来 的
信 息 操 作 机 器 人 了 ， 三 种 操 作 模 式 可 以 随 时 切 这

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遥操作机器人

遥操作机器人

遥操作机器人引言遥操作机器人是一种具有遥控功能的机器人系统。

它允许人们通过遥控器、计算机或移动设备控制机器人的运动和执行任务。

这种机器人系统广泛应用于各种领域，如工业、医疗、教育和娱乐等。

本文将介绍遥操作机器人的工作原理、应用领域以及未来发展趋势。

工作原理遥操作机器人的工作原理可以简单分为三个主要步骤：传感器感知、信号传输和操作执行。

首先，机器人通过内置的传感器系统感知周围环境。

这些传感器可以包括摄像头、触摸传感器、声音传感器和距离传感器等。

通过这些传感器，机器人可以获取周围环境的图像、声音和其他感知信息。

其次，感知到的信息通过无线信号传输到遥控设备，如遥控器、计算机或移动设备。

这些设备通常与机器人通过无线网络或蓝牙进行通信。

通过这种信号传输，人们可以实时接收到机器人感知到的信息。

最后，遥操作设备通过软件或硬件界面向机器人发送指令，控制机器人的运动和执行任务。

这些指令可以包括前进、后退、左转、右转等基本运动命令，以及抓取、放置、扫地等复杂任务命令。

应用领域遥操作机器人在各个领域都有广泛的应用。

工业领域在工业领域，遥操作机器人被广泛应用于危险环境和高风险作业。

例如，在石油和天然气行业，遥操作机器人可以在油井或管道中进行检查和维修工作，减少了工人的安全风险。

此外，遥操作机器人还可以应用于汽车制造、飞机维修和核能工业等领域，提高生产效率和减少人力成本。

医疗领域在医疗领域，遥操作机器人可以被用于手术操作。

通过遥控设备，医生可以在远程控制下操作机器人进行手术。

这种遥操作手术系统可以实现高精度、微创和稳定的手术操作，减少了患者的创伤和恢复时间。

教育领域在教育领域，遥操作机器人可以用于远程教育和实验。

学生可以通过遥控设备与机器人进行互动，学习机器人技术和编程知识。

此外，遥操作机器人还可以帮助教师进行远程实验和演示，扩展教育资源和提高教学效果。

娱乐领域在娱乐领域，遥操作机器人被广泛应用于无人机和机器人比赛。

通过遥控设备，参与者可以操作机器人进行竞技和娱乐活动。

多关节连续体机器人的运动分析与遥操作技术

多关节连续体机器人的运动分析与遥操作技术

中 国 机 械 工 程
第 ３２ 卷 第 ２３ 期
２０２１ 年 １２ 月
CHINA MECHANICALENGINEERING
Vo
l．
３２ No．
２３
２８８３
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２８８９
pp．
多关节连续体机器人的运动分析与遥操作技术
吉爱红 刘荣兴 陈 辉 孙 克
南京航空航天大学机电学院,南京,
２１００１６
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多关节连续体机器人的运动分析与遥操作技术———吉爱红 刘荣兴 陈 辉等
图 ４ 驱动空间、关节空间以及操作空间的映射关系
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无路标环境下遥操作机器人SLAM系统

无路标环境下遥操作机器人SLAM系统

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地面移动机器人的越障机构设计及运动学建模

地面移动机器人的越障机构设计及运动学建模

目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章 绪论 (1)1.1 关于课题研究的背景及意义 (1)1.1.1 课题研究意义 (1)1.1.2 机器人的主要特点 (1)1.2 地面移动机器人相关领域现状及前景 (2)1.2.1 国内外研究现状 (2)1.2.2 智能移动机器人的关键技术 (5)1.2.3 越障机构及运动学研究概况和发展趋势 (7)1.3 本文研究内容 (8)第2 章 移动机器人总体结构介绍及运动学分析 (9)2.1 前言 (9)2.2 移动机器人总体系统构成 (9)2.2.1 移动机构方案分析设计 (9)2.2.2 电机系统的选择 (11)2.2.3 控制系统整体分析 (15)2.3 运动学建模 (16)2.4 运动学分析 (18)2.4.1 移动机器人运动学分析 (19)2.4.2 移动机器人驱动轮的约束方程 (20)2.4.3 移动机器人履带运动分析 (21)2.4.4 移动机器人位姿校正 (22)2.4.5 移动机器人结构误差的分析及补偿 (23)2.5 本章小结 (23)第3 章 地面移动机器人越障的能力分析 (24)3.1 引言 (24)3.2 关于越障地形特征问题的研究 (24)3.2.1 相关越障环境全局地貌概况描述 (24)3.2.2 室外环境的通过性地形因素 (24)3.2.2 不同环境的地貌的具体划分 (25)3.3 机器人越障的几个合理假设和关键问题 (26)3.3.1 机器人越障研究的几个合理假设 (26)3.3.2 系统结构问题 (27)3.3.3 行为协调问题 (27)3.3.4 环境感知问题 (27)3.3.5 移动性问题 (28)3.3.6 稳定性问题 (28)3.4越障机器人结构设计 (29)3.5 机器人越障过程描述 (33)3.5.1 爬越台阶 (33)3.5.2 斜坡运动 (36)3.5.3 翻越沟渠运动 (38)3.5.4 上下阶梯 (39)3.6 创新越障机构设计 (41)3.7 本章小结 (43)第4 章 地面移动机器人越障的遥操作系统 (44)4.1 引言 (44)4.2 移动机器人遥操作 (44)4.3 遥操作体系结构 (45)4.4 移动机器人遥操作总体方案 (46)4.5 移动机器人遥操作硬件设计 (48)4.6 移动机器人遥操作系统软件设计 (50)4.6.1 编译器及编程语言的选择 (51)4.6.2 软件设计 (54)4.7 本章小结 (57)第5章 地面移动机器人越障控制实验与分析 (58)5.1 实验目的 (58)5.2 基本实验步骤 (58)5.3 斜坡运动实验 (58)5.3.1实验原理 (58)5.3.2实验过程 (59)5.3.3实验数据分析及处理 (59)5.4 转弯运动实验 (61)5.4.1实验目的 (61)5.4.2实验原理 (61)5.4.3实验过程 (61)5.4.4实验数据记录和处理 (61)5.5 台阶运动实验 (63)5.6 本章小结 (63)第6章 总结与展望 (64)6.1 结论总结 (64)6.2 展望 (64)参考文献 (65)致谢 (68)第1章 绪论1.1 关于课题研究的背景及意义1.1.1 课题研究意义做为20世纪最伟大的发明之一的机器人，在经历了近半个世纪的发展，现在已经获得了突破性的进步和应用。