(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210825116.3 (22)申请日 2022.07.14 (71)申请人 埃斯顿 （南京） 医疗科技有限公司 地址 211100 江苏省南京市江宁区江宁经 济技术开发区燕湖路178号 (72)发明人 周玉康　臧家炜　李子健　费艺军　 (74)专利代理 机构 南京天翼专利代理有限责任 公司 321 12 专利代理师 钱新园 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 13/08(2006.01) B25J 18/00(2006.01) H04L 69/164(2022.01) (54)发明名称 一种基于同构型机械臂的遥操作系统及方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于同构型机械臂的遥 操作系统和方法， 其中， 基于同构型机械臂的遥 操作系统包括主控端和从控端， 主控端包括主机 械臂、 主计算机PC和第一6维力/力矩传感器， 主 机械臂和主计算机PC通过局域网连接； 从控端包 括从机械臂、 从计算机PC、 第二6维力/力矩传感 器和监控设备； 所述主计算机PC和从计算机PC之 间通信连接； 所述从机械臂跟随主机械臂作同步 动作； 所述主机械臂通过控制主机械臂上的关节 扭矩复现所述 从机械臂上的6维力/力矩信息。 基 于同构型机械臂的遥操作方法提出了针对上述 系统的遥操作方法， 以提升用户在主控端的操作 流畅性、 增强用户对从控端作业环 境的力感知和 视觉感知水平。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115056229 A 2022.09.16 CN 115056229 A 1.一种基于同构型机 械臂的遥操作系统， 其特 征在于， 包括主控端和从控端， 主控端包括主机械臂、 主计算机PC和第一6维力/力矩传感器， 所述第一6维力/力矩传 感器安装于主机 械臂末端的法兰位置， 主机 械臂和主计算机PC通过局域网连接； 从控端包括从机械臂、 从计算机PC、 第二6维力/力矩传感器和监控设备， 所述第二6维 力/力矩传感器安装于从机械臂末端的法兰位置， 所述从机械臂和监控设备均与所述从计 算机PC连接， 所述 监控设备为视频监控设备； 所述主计算机PC和从计算机PC之间通信连接， 监控设备采集到的音视频信息在主计算 机PC上显示和播 放； 所述从机 械臂跟随主机 械臂作同步动作； 所述主机械臂通过控制主机械臂上的关节扭矩复现所述从机械臂上的6维力/力矩信 息。 2.根据权利要求1所述的基于同构型机械臂的遥操作系统， 其特征在于， 所述主计算机 PC和从计算机PC之间通过5G网络通道进行 数据交互， 采用的设备为CPE设备。 3.根据权利要求1所述的基于同构型机械臂的遥操作系统， 其特征在于， 所述主机械臂 和从主机 械臂均为 WAM机械臂。 4.根据权利要求1所述的基于同构型机械臂的遥操作系统， 其特征在于， 所述从计算机 PC与所述从机 械臂通过局域网连接， 所述 监控设备通过USB数据线与从计算机PC连接 。 5.一种基于同构型机械臂 的遥操作方法， 应用于如权利要求1 ‑4任一项所述的基于同 构型机械臂的遥操作系统， 其特 征在于， 包括： 所述主控端向从控端发送控制信号， 所述从机械臂响应该信号并作 出与主机械臂同步 的动作； 所述从控端向主控端发送由第 二6维力/力矩传感器获得的力反馈数据， 所述主计算机 PC根据力反馈数据生成力矩复现控制 信号， 主机械臂响应该信号并控制主机械臂上的关节 扭矩， 在主机 械臂上复现从机 械臂上的力矩信息 。 6.根据权利要求5所述的基于同构型机械臂的遥操作 方法， 其特征在于， 从控端的控制 方法包括： 主控端向从控端发送主控端关节角信息； 从控端接收到主控端实时关节角信息时， 对接收到的关节角信息进行滤波处理， 滤掉 高频成分数据； 从控端采用三次样条插值 算法对主 端关节角数据进行插值； 将得到插值 放入缓存器并在不同的时间片输入机 械臂的位置PID控制器。 7.根据权利要求5所述的基于同构型机械臂的遥操作 方法， 其特征在于， 主控端的控制 方法包括： 从控端向主控端发送从机 械臂上的力矩信息； 对主机械臂利用DH参数建模方法进行运动学建模， 根据运动学模型计算位置雅克比矩 阵， 进而可以得到力雅克比矩阵； 通过力雅克比矩阵将从机 械臂上的力矩信息转换为关节扭矩并输出 给主机械臂。 8.根据权利要求5所述的基于同构型机械臂的遥操作 方法， 其特征在于， 监控设备的采 集信息的传输方法包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115056229 A 2从计算机PC驱动并读取监控设备的实时视频流， 利用编码器对视频流进行编码压缩并 将数据写入到FIFO管道， 同时启动另一线程对 FIFO管道内的视频流数据进 行读取并推送至 rtsp服务器， 并通过r tsp服务器进行视频流发布； 主控端对接收到的实时视频流进行解码获得监控设备的采集信息 。 9.根据权利要求5所述的基于同构型机械臂的遥操作 方法， 其特征在于， 主控端和从控 端之间的网络通信采用5G网络传输， 采用基于UD P协议的传输链路。 10.根据权利要求5所述的基于同构型机械臂 的遥操作方法， 其特征在于， 在主控端和 从控端分别加入针对主机 械臂和从机 械臂的实时重力补偿。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115056229 A 3