CN112828916A - 冗余机械臂遥操作组合交互装置及冗余机械臂遥操作系统 - Google Patents

Abstract

一种冗余机械臂遥操作组合交互装置及冗余机械臂遥操作系统，该遥操作组合交互装置包括人机交互设备和控制模块，所述人机交互设备包括分别连接所述控制模块的手控器、穿戴式数据手臂和手势采集设备，所述控制模块通过通信链路连接冗余机械臂，所述控制模块根据所述手势采集设备的输入快速控制冗余机械臂从远距离到达操作位置，根据所述穿戴式数据手臂的输入进行冗余机械臂的臂型控制，并根据所述手控器的输入进行冗余机械臂对目标的近距离精细操作控制。本发明的遥操作交互装置能够很好地遥操作冗余机械臂尤其是空间机器人冗余柔性机械臂完成远距离接近抓捕、精细操作、避障等复杂任务，能够比传统遥操作装置更精确快速地完成操作任务。

Description

冗余机械臂遥操作组合交互装置及冗余机械臂遥操作系统

技术领域

本发明涉及遥操作系统，尤其是一种冗余机械臂遥操作组合交互装置及冗余机械臂遥操作系统。

背景技术

空间机器人在未来的空间活动中将扮演越来越重要的角色，其应用领域广泛，包括卫星维修、大型空间结构建造、轨道垃圾清理等，因而越来越受到各航天大国的重视。与地面不同，空间操作要求机器人具有在未知环境下正常工作的能力。自主行为是空间机器人执行复杂而困难工作的必要条件，它不仅依赖于视觉、力、力矩以及触觉传感器，而且依赖于先进的规划和决策能力。当自主能力不够时，需要将人的智力加入进来，形成天地闭环遥操作，完成空间任务。

在遥操作系统中，操作者在较远处对机器人发出控制指令，机器人按照操作者的指令完成工作任务，同时将一些信号反馈给操作者，帮助操作者了解从端机器人的工作状况。遥操作机器人是一个种有人参与的机器人局部自主控制系统，涉及到人与机器人的交互和机器人与环境的交互，它充分发挥了人与机器人各自的优势并拓展了人的感知和行为能力。

常见的应用主要有，在航天活动中，只需要地面操作人员和/或位于舱内的宇航员对空间机器人进行遥操作，就可以完成空间站的维护或航天器燃料加注等任务，甚至是月球或火星表面的勘测。避免了出舱对宇航员带来的危险，有效地降低了航天任务的成本，并拓展了人类的探测能力。在核工业和化工产业，在处理一些核废料和有毒化工废料时，作业工人被禁止与环境直接接触。在执行水下探索任务时，要满足人类随心所欲地到达工作区域的要求，在技术上往往较难实现或者需要很高的成本代价。在远程医疗中，医生需要在长距离的远端进行遥控操作；而在微创手术中，可以采用微小的远程遥控手术器械，获得更小的手术创口和更佳的术后恢复效果。

遥操作系统主要指操作者通过主端人机交互设备来控制从端机器人进行探索和作业任务。典型的遥操作系统由操作者、人机交互设备、主控制器、通信通道、从控制器、从端机器人和环境等几部分組成。其工作模式是；操作者通过人机交互设备获取人的控制指令信息，通过无线电波、计算机网络等传输煤介传送给从端机器人，从端机器人按照接受到的指令在特定环境下进行工作，同时将自己的工作状态和与环境的相互作用力等信息返回给操作者，便于操作者作出正确的决策。高性能的遥操作系统可使操作者真实地感觉到机器人与作业环境之间的交作用，就好像是操作者自己直接在用手进行操作一样，具有身临其境的感觉。

在常见的人机交互技术中，摇杆、仿机器人外形的控制器(手控器)等接触式的机械设备是经常被用作操作员和机器人之间交互的工具。这类控制器的最大缺点是需要操作员进行相当不直观的手臂动作对机器人进行控制，这就需要操作员具备一定的操作经验才能有效的对机器人进行准确的控制。其他具体缺点还有：映射关系只能是末端映射；当有障碍情况下，手控器设备不能做有避障的操作控制；当机械臂工作空间超过手控器工作空间时，需多次往返重复操作。另外一种人机交互方式是采用对人手的位置和位姿进行实时跟踪的系统。属于这类型的设备有电磁跟踪设备，惯性传感器，数据手套等，这些都属于接触式的传感器，缺点也很明显，就是会阻碍操作员正常的手部动作。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述背景技术存在的问题，提供一种冗余机械臂遥操作组合交互装置及冗余机械臂遥操作系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种冗余机械臂遥操作组合交互装置，包括人机交互设备和控制模块，所述人机交互设备包括分别连接所述控制模块的手控器、穿戴式数据手臂和手势采集设备，所述控制模块通过通信链路连接冗余机械臂，所述控制模块根据所述手势采集设备的输入快速控制冗余机械臂从远距离到达操作位置，根据所述穿戴式数据手臂的输入进行冗余机械臂的臂型控制，并根据所述手控器的输入进行冗余机械臂对目标的近距离精细操作控制。

进一步地：

所述人机交互设备还包括连接所述控制模块的语音系统，所述控制模块还根据所述语音系统的输入进行辅助控制，所述辅助控制包括切换操作者操作视角、工具开合。

所述控制模块根据所述手势采集设备的输入快速控制冗余机械臂从远距离到达操作位置，包括：根据从所述手势采集设备采集到的位置姿态信息映射到冗余机械臂的末端位姿。

所述控制模块根据所述穿戴式数据手臂的输入进行冗余机械臂的臂型控制，包括如下控制方式：a)根据从所述穿戴式数据手臂采集到的操作者手臂末端位置以及大臂与小臂的关节角来共同控制冗余机械臂的位姿；或者，b)根据从所述穿戴式数据手臂采集到的操作者手臂末端位置以及手臂形成的平面与地面的夹角即臂型角来共同控制冗余机械臂的位姿。

对于控制方式a)，利用关节角θ的角度值与末端位姿作为逆解输入得到冗余机械臂运动学唯一解。

对于控制方式b)，定义单位矢量V与第一个关节的旋转轴平行，即V＝[001]^T，定义参考平面为矢量V与腕部关节点W所组成的平面，将所述参考平面绕着由肩部关节点S指向腕部关节点W的向量w，按右手螺旋定旋转到与当前由肩部关节点S、肘部关节点E与腕部关节点W形成的臂型面重合时所转的角度定义为臂型角ψ，利用臂型角ψ的角度值与末端位姿作为逆解输入得到冗余机械臂运动学唯一解。

所述控制模块包括操作控制平台、人机交互界面和数据处理模块，所述操作控制平台负责虚拟操作场景的搭建、人机交互界面的管理以及与冗余机械臂的数据通信，所述数据处理模块负责控制数据的处理，将采集到的操作者输入信息转化为冗余机械臂控制数据。

所述冗余机械臂为空间机器人冗余柔性机械臂。

一种冗余机械臂遥操作系统，包括所述的冗余机械臂遥操作组合交互装置和被遥操作的冗余机械臂。

进一步地，所述冗余机械臂为七自由度冗余机械臂，所述七自由度冗余机械臂为自由度3-1-3的方式配置的机械臂，机械臂的肩关节部和腕关节部各由三个关节两两垂直配置，机械臂中间的三个关节相互平行，肩关节部采用翻滚角-偏航角-俯仰角(roll-yaw-pitch)配置，肘关节部为俯仰角轴，腕部采用俯仰角-偏航角-翻滚角(pitch-Yaw-roll)配置。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的遥操作交互装置能够很好地遥操作冗余机械臂尤其是空间机器人冗余柔性机械臂完成远距离接近抓捕、精细操作、避障等复杂任务，交互过程中生成组合式的控制数据，能够比传统遥操作装置更精确快速地完成操作任务。通过上述多种交互方式组合实现遥操作，本发明可使操作员快速、高效、精确的完成对时间、精度、障碍等操作要求下的远程遥操作任务。本发明能够提供的功能包括：(1)支持对冗余机械臂的快速操作；(2)支持对冗余机械臂臂型控制，来完成避障任务；(3)支持对冗余机械臂精细力反馈操作。本发明尤其能够胜任完成空间任务中对冗余机械臂的天地闭环遥操作。本发明优选实施例还提出了一种有利的七自由度冗余机械臂设计。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的多种人机交互方式组合示意图；

图3为本发明实施例的以关节角作为输入时的冗余机械臂的映射示意图；

图4为本发明实施例的以臂型角作为输入时的冗余机械臂的映射示意图；

图5为本发明实施例的机械臂终端运行流程图。

图6为本发明实施例的七自由度冗余机械臂示意图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1和图2，在一种实施例中，一种冗余机械臂遥操作组合交互装置，包括人机交互设备和控制模块，所述人机交互设备包括分别连接所述控制模块的手控器、穿戴式数据手臂和手势采集设备，所述控制模块通过通信链路连接冗余机械臂，所述控制模块根据所述手势采集设备的输入快速控制冗余机械臂从远距离到达操作位置，根据所述穿戴式数据手臂的输入进行冗余机械臂的臂型控制，并根据所述手控器的输入进行冗余机械臂对目标的近距离精细操作控制。根据具体应用环境的不同，本文中所述的通信链路既可以是无线链路，也不排除是有线链路。

参阅图1和图2，在优选的实施例中，所述人机交互设备还包括连接所述控制模块的语音系统，所述控制模块还根据所述语音系统的输入进行辅助控制，所述辅助控制包括切换操作者操作视角、工具开合。

在优选的实施例中，所述控制模块根据所述手势采集设备的输入快速控制冗余机械臂从远距离到达操作位置，包括：根据从所述手势采集设备采集到的位置姿态信息映射到冗余机械臂的末端位姿。

参阅图3和图4，在优选的实施例中，所述控制模块根据所述穿戴式数据手臂的输入进行冗余机械臂的臂型控制，包括如下控制方式：a)根据从所述穿戴式数据手臂采集到的操作者手臂末端位置以及大臂与小臂的关节角来共同控制冗余机械臂的位姿；或者，b)根据从所述穿戴式数据手臂采集到的操作者手臂末端位置以及手臂形成的平面与地面的夹角即臂型角来共同控制冗余机械臂的位姿。

参阅图3，在进一步优选的实施例中，对于控制方式a)，利用关节角θ的角度值与末端位姿作为逆解输入得到冗余机械臂运动学唯一解。

参阅图4，在进一步优选的实施例中，对于控制方式b)，定义单位矢量V与第一个关节的旋转轴平行，即V＝[001]^T，定义参考平面为矢量V与腕部关节点W所组成的平面，将所述参考平面绕着由肩部关节点S指向腕部关节点W的向量w，按右手螺旋定旋转到与当前由肩部关节点S、肘部关节点E与腕部关节点W形成的臂型面重合时所转的角度定义为臂型角ψ，利用臂型角ψ的角度值与末端位姿作为逆解输入得到冗余机械臂运动学唯一解。

参阅图1，在优选的实施例中，所述控制模块包括操作控制平台、人机交互界面和数据处理模块，所述操作控制平台负责虚拟操作场景的搭建、人机交互界面的管理以及与冗余机械臂的数据通信，所述数据处理模块负责控制数据的处理，将采集到的操作者输入信息转化为冗余机械臂控制数据。

在优选的实施例中，所述冗余机械臂为空间机器人冗余柔性机械臂。

参阅图1和图2，在另一种实施例中，一种冗余机械臂遥操作系统，包括所述的冗余机械臂遥操作组合交互装置和被遥操作的冗余机械臂。

参阅图6，进一步地，所述冗余机械臂为七自由度冗余机械臂。在一个优选实施例中，所述七自由度冗余机械臂为自由度3-1-3的方式配置的机械臂，机械臂的肩关节部和腕关节部各由三个关节两两垂直配置，机械臂中间的三个关节相互平行，肩关节部采用翻滚角-偏航角-俯仰角(roll-yaw-pitch)配置，肘关节部为俯仰角轴，腕部采用俯仰角-偏航角-翻滚角(pitch-Yaw-roll)配置。

本发明实施例的遥操作交互装置能够很好地遥操作冗余机械臂尤其是空间机器人冗余柔性机械臂完成远距离接近抓捕、精细操作、避障等复杂任务，交互过程中生成组合式的控制数据，能够比传统遥操作装置更精确快速地完成操作任务。通过上述多种交互方式组合实现遥操作，本发明实施例可使操作员快速、高效、精确的完成对时间、精度、障碍等操作要求下的远程遥操作任务。本发明实施例能够提供的功能包括：(1)支持对冗余机械臂的快速操作；(2)支持对冗余机械臂臂型控制，来完成避障任务；(3)支持对冗余机械臂精细力反馈操作。本发明实施例尤其能够胜任完成空间任务中对冗余机械臂的天地闭环遥操作。还提出了一种有利的七自由度冗余机械臂设计。

以下进一步举例描述本发明具体实施例。

遥操作交互装置主要功能是将人的操作意图转化为控制指令，实时生成、发送主从操作命令序列，控制冗余机械臂完成指定的遥操作任务。针对控制冗余机械臂的难度大的问题，本发明实施例根据冗余机械臂特点，提供一种多种交互方式组合的遥操作交互装置。

如图1所示，一种具体实施例的遥操作交互装置包括人机交互设备和计算机，人机交互设备实时采集人的动作信息并发送给与之相连的计算机。人机交互设备包括手控器、穿戴式数据手臂、手势采集设备和语音系统。计算机包括Unity操作平台、人机交互界面和数据处理模块。Unity操作平台是整个操作控制终端的软件平台；人机交互界面中通过显示器，将虚拟的冗余机械臂显示给操作者。计算机通过数据处理模块，完成人与Unity操作平台中虚拟冗余机械臂的交互。

手控器为基于Delta并行运动学设计的力反馈设备，它一方面可以向操作系统传送位置、姿态、速度、力等多种信息，另一方面可以接收控制系统发来的力/力矩等环境信息，以便为操作人员提供力觉临场感。

穿戴式数据手臂采用基于惯性传感器的动作捕捉产品。可通过在胳膊及手上穿戴惯性传感器，测量人手臂运动。

手势采集设备可采用视觉传感器(如Leap motion传感器)。手势采集设备利用相机采集人手动作信息，可获得人手手掌的位置姿态信息。

语音系统包括麦克风和相应的语音识别软件。

计算机包括Unity操作平台、人机交互界面和数据处理模块，具体如下：

Unity操作平台：主要功能是整个操作终端的软件平台，负责虚拟操作场景的搭建、人机交互设备的管理、与从端机械臂的数据通信等。

人机交互界面：人机交互界面是终端的显示界面，包括终端的开启停止、关键数据的显示、任务的选择、信息配置等等，并且将虚拟模型在显示设备显示给操作者。

数据处理模块：负责控制数据的处理，包括数据滤波、机械臂正逆解算法、虚拟模型等等，将采集到的人动作信息转化为机械臂控制数据。

本发明实施例的遥操作交互装置提供多种人机交互模式组合的遥操作方式，如图2所示。具体包括：

(1)在操作任务初始阶段：利用三维手势直观自然、操作空间大的特点，通过手势采集设备，快速控制空间机器人到达抓捕位置或操作位置，对空间机器人进行快速控制；

(2)避障操作阶段：通过穿戴式数据手臂对空间机器人进行臂型控制；

(3)在近距离精细操作阶段，控制空间机器人精确抓捕目标或者对目标进行精细维修等操作，利用手控器精度高和力反馈控制稳定等特点，对空间机器人实施近距离精细控制；

(4)辅助操作：切换操作者操作视角、工具开合等简易辅助操作者操作的指令，可利用语音交互系统快速有效完成。

采用以上交互模式结合的方式，能发挥各种交互模式的特点，快速、高效、精确的完成遥操作任务。

具体实施例的遥操作交互中的末端位姿控制和坐标映射方式包括：

1)末端控制

此方式采用常规的末端映射，即利用采集到的位置姿态信息映射到机械臂末端位姿。此方式不能控制机械臂臂型，无法在有障碍等对臂型控制有需求的情况下使用。

2)关节角+末端位姿

由于从端机械臂为七自由度机械臂，只靠手臂末端位姿映射会导致从端机械臂运动学逆解出现多解。因此除了手臂末端位置还增加了一个大臂和小臂关节角的输入，使用手臂末端位置和大臂和小臂关节角共同控制从端机械臂位姿。

图3为以关节角作为输入时的冗余机械臂的映射示意图，其中：a)大臂和小臂关节角；b)当前臂型对应的关节角。通过倾角传感器获得手臂大臂与小臂之间的关节角θ，关节角θ的示意图如图3中a)所示。由于使用的是冗余机械臂，定义杆SE与杆EW之间夹角θ，如图3中b)所示。即利用关节角θ的角度值与末端位姿作为逆解输入可得到机械臂运动学唯一解。

3)臂型角+末端位姿

增加人手的大臂和小臂形成的平面与地面形成的夹角作为输入，使用手臂末端位置和手臂形成平面与地面夹角共同控制从端机械臂位姿。

图4为以臂型角作为输入时的冗余机械臂的映射示意图，其中：a)手臂形成平面与地面夹角；b)当前臂型对应的臂型角。操作者在使用数据手臂的过程中，大臂和小臂会形成一个平面，该平面与地面会形成一个夹角ψ，手臂形成平面与地面夹角ψ如图4中a)所示。通过倾角传感器获得手臂形成平面与地面夹角ψ。由于使用的是冗余机械臂，定义单位矢量V与第一关节的旋转轴平行，即V＝[001]^T，则定义参考平面为矢量V与腕部关节点W所组成的平面。将参考平面绕着由肩部关节点S指向腕部关节点W的向量w，按右手螺旋定则旋转到与当前由S点、E点与W点形成的臂型面重合时所转的角度定义为臂型角，即图4中b)所示的ψ。即利用臂型角角ψ的角度值与末端位姿作为逆解输入可得到机械臂运动学唯一解。

表1遥操作交互方式

如图5所示，实施例的机械臂终端运行流程主要包括：

(1)任务开始；

(2)打开人机交互设备及计算机，运行软件；

(3)根据当前任务选择人机交互方式，开启人机交互设备；

(4)采集人运动数据并对数据进行处理

(5)发送机械臂控制数据；

(6)任务结束。

如图6所示为本发明实施例中提出的被遥操作的一种七自由度冗余机械臂。该优选实施例的冗余机械臂为自由度3-1-3的方式配置的机械臂。机械臂肩关节部和腕关节部的三个关节两两垂直配置，中间的三个关节相互平行。即肩部采用roll-yaw-pitch配置，肘部为pitch轴，腕部采用Pitch-Yaw-Roll配置。这种方案的优点在于三个关节轴正交，可实现全方位无奇异；三个关节轴相互垂直，便于遥操作下操作员对各轴姿态进行独立控制；且机械臂的2-3-4关节轴平行，七自由度冗余机械臂有逆运动学解析解。还可重构关节构型设计，采用三关节平行的配置，三关节平行的关节配置及尺寸。

本发明实施例针对冗余柔性机械臂完成未知环境下复杂任务，提出了专用的遥操作交互装置及其控制方法，通过该交互装置，可以完成对时间、精度、障碍等均有操作要求的复杂任务。本发明实施例的遥操作交互装置可同时控制冗余机械臂末端位姿和臂型；该交互装置可融合了各种交互方式的优点、利用手势控制时，可实现快速操作，手控器操作时实现精细操作，数据手臂操作时实现臂型操作，语音系统可辅助操作员完成指令性任务。

本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (10)

1.一种冗余机械臂遥操作组合交互装置，其特征在于，包括人机交互设备和控制模块，所述人机交互设备包括分别连接所述控制模块的手控器、穿戴式数据手臂和手势采集设备，所述控制模块通过通信链路连接冗余机械臂，所述控制模块根据所述手势采集设备的输入快速控制冗余机械臂从远距离到达操作位置，根据所述穿戴式数据手臂的输入进行冗余机械臂的臂型控制，并根据所述手控器的输入进行冗余机械臂对目标的近距离精细操作控制。

2.如权利要求1所述的冗余机械臂遥操作组合交互装置，其特征在于，所述人机交互设备还包括连接所述控制模块的语音系统，所述控制模块还根据所述语音系统的输入进行辅助控制，所述辅助控制包括切换操作者操作视角、工具开合。

3.如权利要求1或2所述的冗余机械臂遥操作组合交互装置，其特征在于，所述控制模块根据所述手势采集设备的输入快速控制冗余机械臂从远距离到达操作位置，包括：根据从所述手势采集设备采集到的位置姿态信息映射到冗余机械臂的末端位姿。

4.如权利要求1或2所述的冗余机械臂遥操作组合交互装置，其特征在于，所述控制模块根据所述穿戴式数据手臂的输入进行冗余机械臂的臂型控制，包括如下控制方式：a)根据从所述穿戴式数据手臂采集到的操作者手臂末端位置以及大臂与小臂的关节角来共同控制冗余机械臂的位姿；或者，b)根据从所述穿戴式数据手臂采集到的操作者手臂末端位置以及手臂形成的平面与地面的夹角即臂型角来共同控制冗余机械臂的位姿。

5.如权利要求4所述的冗余机械臂遥操作组合交互装置，其特征在于，对于控制方式a)，利用关节角θ的角度值与末端位姿作为逆解输入得到冗余机械臂运动学唯一解。

6.如权利要求4所述的冗余机械臂遥操作组合交互装置，其特征在于，对于控制方式b)，定义单位矢量V与第一个关节的旋转轴平行，即V＝[0 0 1]^T，定义参考平面为矢量V与腕部关节点W所组成的平面，将所述参考平面绕着由肩部关节点S指向腕部关节点W的向量w，按右手螺旋定旋转到与当前由肩部关节点S、肘部关节点E与腕部关节点W形成的臂型面重合时所转的角度定义为臂型角ψ，利用臂型角ψ的角度值与末端位姿作为逆解输入得到冗余机械臂运动学唯一解。

7.如权利要求1至6任一项所述的冗余机械臂遥操作组合交互装置，其特征在于，所述控制模块包括操作控制平台、人机交互界面和数据处理模块，所述操作控制平台负责虚拟操作场景的搭建、人机交互界面的管理以及与冗余机械臂的数据通信，所述数据处理模块负责控制数据的处理，将采集到的操作者输入信息转化为冗余机械臂控制数据。

8.如权利要求1至7任一项所述的冗余机械臂遥操作组合交互装置，其特征在于，所述冗余机械臂为空间冗余机械臂。

9.一种冗余机械臂遥操作系统，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的冗余机械臂遥操作组合交互装置和被遥操作的冗余机械臂。

10.如权利要求9所述的冗余机械臂遥操作组合交互装置，其特征在于，所述冗余机械臂为七自由度冗余机械臂，优选地，所述七自由度冗余机械臂为自由度3-1-3的方式配置的机械臂，机械臂的肩关节部和腕关节部各由三个关节两两垂直配置，机械臂中间的三个关节相互平行，肩关节部采用翻滚角-偏航角-俯仰角(roll-yaw-pitch)配置，肘关节部为俯仰角轴，腕部采用俯仰角-偏航角-翻滚角(pitch-Yaw-roll)配置。

Images