CN114770493A - 基于ros网络的服务机械臂可视化远程控制系统 - Google Patents

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张博
钟英
黄帅
刘晓天
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Abstract

本发明公开了基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，涉及机械臂技术领域。该基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，包括机械臂，所述机械臂的信号输入端信号连接有动力模块，动力模块的信号输入端信号连接有控制模块，控制模块的信号输入端信号连接有仿真模块。该基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，通过仿真模块将正确的信息传送至控制模块，使控制模块对动力模块进行控制，并使机械臂按照工作人员输入的指令进行运行，从而使工作人员可以更加方便的使用装置，并在一定程度上减少机械臂根据工作人员错误的指令进行运行，使机械臂出现碰撞等损伤的情况，从而使机械臂得到一定的防护。

Description

基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统
技术领域
本发明涉及机械臂技术领域，特别涉及基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统。
背景技术
近些年来机器人领域的一些先进技术对社会发展和工业生产做出了非常大的贡献，机器人系统在自动化生产领域、军事领域、医疗领域以及家庭服务等领域得到了广泛应用，越来越多的机器人应用出现在日常生活中，一步步改善我们的生活环境，工业的快速发展对传统服务机器人智能化、自动化水平有了更高的考验，机器视觉的广泛发展促进了更加智能化、更加轻巧便捷的服务机器人的发展。
目前的一些机械臂运行是通过操作者输入指令直接进行运行，但是当操作者在输入指令时，误输或少输指令时，易造成指令的错误，而机械臂在运行操作的指令时，易出现碰撞等问题，使机械臂出现损伤的情况，从而使机械臂的使用寿命降低。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，能够解决机械臂在运行操作的指令时，易出现碰撞等问题，使机械臂出现损伤的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，包括机械臂，所述机械臂的信号输入端信号连接有动力模块，动力模块的信号输入端信号连接有控制模块，控制模块的信号输入端信号连接有仿真模块，仿真模块的信号输入端信号连接有ROS后台模块，仿真模块的信号输出端信号连接有反馈模块，反馈模块的信号输出端与ROS后台模块的信号输入端信号连接。
优选的，所述ROS后台模块的信号输入端信号连接有检测模块，检测模块的信号输入端信号连接有认证模块，认证模块的信号输入端信号连接有登录模块，登录模块的信号输入端信号连接有操作终端。
优选的，所述ROS后台模块包括Host模块与Master模块，Host模块可以对工作人员输入的指令进行计算，并通过rosout话题的方式传输至Master模块，使Master模块对计算结果进行传输。
优选的，所述仿真模块包括计算模块与对比分析模块，通过计算模块与对比分析模块可以使工作人员输出的指令在虚拟物理环境中进行模拟对比运行。
优选的，所述机械臂的信号输出端信号连接有数据采集模块，数据采集模块的信号输出端信号连接有人机交换模块，人机交换模块的信号输出端与ROS后台模块的信号输入端信号连接。
优选的，所述操作终端的信号输入端信号连接有储存模块，反馈模块的信号输出端与储存模块的信号输入端信号连接，控制模块的信号输出端信号连接有安全防护模块，安全防护模块的信号输出端信号连接有碰撞信息采集模块，碰撞信息采集模块的信号输出端与储存模块的信号输入端信号连接。
优选的，所述机械臂的信号输出端信号连接有传感模块，传感模块包括摄像头与感应器，传感模块的信号输出端与储存模块的信号出入端信号连接。
优选的，所述机械臂的信号输出端信号连接有接口模块，接口模块包括关节接口模块、X轴伺服接口模块、Y轴伺服接口模块和Z轴伺服接口模块，接口模块的信号输出端与检测模块的信号输入端信号连接，检测模块的信号输出端信号连接有警报模块，警报模块的信号输出端与操作终端信号连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)、该基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，通过仿真模块将正确的信息传送至控制模块，使控制模块对动力模块进行控制，并使机械臂按照工作人员输入的指令进行运行，从而使工作人员可以更加方便的使用装置，并在一定程度上减少机械臂根据工作人员错误的指令进行运行，使机械臂出现碰撞等损伤的情况，从而使机械臂得到一定的防护，并在一定程度上使工作人员可以更加方便的对机械臂输入正确的指令。
(2)、该基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，通过操作终端可以进行账号登录并认证，当账号认证失败后，会重新返回登录界面，在一定程度上减少工作人员在不使用机械臂时，误触到设备并对机械臂发出错误指令，使机械臂的运行出现故障，或使机械臂出现损伤的情况，从而使机械臂得到一定的防护。
(3)、该基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，通过数据采集模块对机械臂的各种信息进行采集，并通过人机交换模块将信息传送给ROS后台模块，使工作人员可以及时的了解到机械臂的各种信息，使工作人员可以及时的了解到机械臂的运行状态，使机械臂可以及时得到维护，使机械臂的使用寿命得到一定的延长。
(4)、该基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，通过碰撞信息采集模块对机械臂碰撞的位置进行采集，碰撞信息采集模块的信号输出端与储存模块的信号输入端信号连接，碰撞信息采集模块可以将碰撞信息传输至储存模块进行储存，从而使机械臂对碰撞点进行记忆，减少机械臂下次在同样的地方出现碰撞的情况，从而使机械臂的使用寿命得到一定的延长。
(5)、该基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，通过检测模块对机械臂的接口模块进行检测，从而保障机械臂的正常运行，并在一定程度上减少机械臂在进行运行的过程中，因接口出现松动，使机械臂出现损伤的情况，同时当机械臂的接口出现故障时，检测模块对警报模块传输信号，使警报模块对操作终端发出提醒，使工作人员可以及时了解到故障所在，并对机械臂进行及时的维修。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明：
图1为本发明的机械臂可视化远程控制系统框图。
具体实施方式
请参阅图1本发明提供一种技术方案：基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，包括机械臂，机械臂的信号输入端信号连接有动力模块，动力模块可以控制机械臂进行运动，动力模块的信号输入端信号连接有控制模块，控制模块可以对动力模块进行控制，控制模块的信号输入端信号连接有仿真模块，仿真模块可以对数据进行仿真运行，仿真模块的信号输入端信号连接有ROS后台模块，ROS后台模块可以对工作人员输入的命令进行计算并输出，仿真模块的信号输出端信号连接有反馈模块，反馈模块的信号输出端与ROS后台模块的信号输入端信号连接。
通过工作人员输入指令，ROS后台模块对指令进行计算处理转换，并将处理后的信息传送至仿真模块，仿真模块对传输的信息进行实际环境模拟运行，当传输信息在进行模拟时出现错误后，仿真模块通过反馈模块可以将信息传输至ROS后台模块，使工作人员可以及时了解到指令的错误，当传输信息模拟运行正确后，仿真模块将正确的信息传送至控制模块，使控制模块对动力模块进行控制，并使机械臂按照工作人员输入的指令进行运行，从而使工作人员可以更加方便的使用装置，并在一定程度上减少机械臂根据工作人员错误的指令进行运行，使机械臂出现碰撞等损伤的情况，从而使机械臂得到一定的防护，并在一定程度上使工作人员可以更加方便的对机械臂输入正确的指令。
进一步地，ROS后台模块的信号输入端信号连接有检测模块，检测模块的信号输入端信号连接有认证模块，认证模块的信号输入端信号连接有登录模块，登录模块的信号输入端信号连接有操作终端，工作人员通过操作终端可以进行账号登录并认证，当账号认证失败后，会重新返回登录界面，在一定程度上减少工作人员在不使用机械臂时，误触到设备并对机械臂发出错误指令，使机械臂的运行出现故障，或使机械臂出现损伤的情况，从而使机械臂得到一定的防护。
进一步地，ROS后台模块包括Host模块与Master模块，Host模块可以对工作人员输入的指令进行计算，并通过rosout话题的方式传输至Master模块，使Master模块对计算结果进行传输。
进一步地，仿真模块包括计算模块与对比分析模块，通过计算模块与对比分析模块可以使工作人员输出的指令在虚拟物理环境中进行模拟对比运行，从而保证机械臂运行的安全性。
进一步地，机械臂的信号输出端信号连接有数据采集模块，数据采集模块的信号输出端信号连接有人机交换模块，人机交换模块的信号输出端与ROS后台模块的信号输入端信号连接，通过数据采集模块对机械臂的各种信息进行采集，并通过人机交换模块将信息传送给ROS后台模块，使工作人员可以及时的了解到机械臂的各种信息，使工作人员可以及时的了解到机械臂的运行状态，使机械臂可以及时得到维护，使机械臂的使用寿命得到一定的延长。
进一步地，操作终端的信号输入端信号连接有储存模块，储存模块可以对信息进行储存，反馈模块的信号输出端与储存模块的信号输入端信号连接，反馈模块可以将正确的指令传输至储存模块进行储存，控制模块的信号输出端信号连接有安全防护模块，通过控制模块可以对安全防护模块进行控制，使安全防护模块对机械臂进行防护，安全防护模块的信号输出端信号连接有碰撞信息采集模块，碰撞信息采集模块可以对机械臂碰撞的位置进行采集，碰撞信息采集模块的信号输出端与储存模块的信号输入端信号连接，碰撞信息采集模块可以将碰撞信息传输至储存模块进行储存，从而使机械臂对碰撞点进行记忆，减少机械臂下次在同样的地方出现碰撞的情况，从而使机械臂的使用寿命得到一定的延长。
进一步地，机械臂的信号输出端信号连接有传感模块，传感模块包括摄像头与感应器，传感模块的信号输出端与储存模块的信号出入端信号连接，通过摄像头与感应器使工作人员可以及时了解到机械臂运行的环境。
进一步地，机械臂的信号输出端信号连接有接口模块，接口模块包括关节接口模块、X轴伺服接口模块、Y轴伺服接口模块和Z轴伺服接口模块。
进一步地，接口模块的信号输出端与检测模块的信号输入端信号连接，检测模块的信号输出端信号连接有警报模块，警报模块的信号输出端与操作终端信号连接，通过检测模块可以对机械臂的接口模块进行检测，从而保障机械臂的正常运行，并在一定程度上减少机械臂在进行运行的过程中，因接口出现松动，使机械臂出现损伤的情况，同时当机械臂的接口出现故障时，检测模块对警报模块传输信号，使警报模块对操作终端发出提醒，使工作人员可以及时了解到故障所在，并对机械臂进行及时的维修。
工作原理：该基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，在使用时工作人员通过操作终端可以进行账号登录并认证，当账号认证失败后，会重新返回登录界面，当账号认证成功后，检测模块对机械臂的接口模块进行检测，当机械臂的接口出现故障时，检测模块对警报模块传输信号，使警报模块对操作终端发出提醒，当机械臂接口正常时，通过工作人员输入指令，ROS后台模块对指令进行计算处理转换，并将处理后的信息传送至仿真模块，仿真模块对传输的信息进行实际环境模拟运行，当传输信息在进行模拟时出现错误后，仿真模块通过反馈模块可以将信息传输至ROS后台模块，使工作人员可以及时了解到指令的错误，当传输信息模拟运行正确后，仿真模块将正确的信息传送至控制模块，使控制模块对动力模块进行控制，并使机械臂按照工作人员输入的指令进行运行，通过数据采集模块对机械臂的各种信息进行采集，并通过人机交换模块将信息传送给ROS后台模块，使工作人员可以及时的了解到机械臂的各种信息，使工作人员可以及时的了解到机械臂的运行状态。

Claims (8)

1.基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，包括机械臂，其特征在于：所述机械臂的信号输入端信号连接有动力模块，动力模块的信号输入端信号连接有控制模块，控制模块的信号输入端信号连接有仿真模块，仿真模块的信号输入端信号连接有ROS后台模块，仿真模块的信号输出端信号连接有反馈模块，反馈模块的信号输出端与ROS后台模块的信号输入端信号连接。
2.根据权利要求1所述的基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，其特征在于：所述ROS后台模块的信号输入端信号连接有检测模块，检测模块的信号输入端信号连接有认证模块，认证模块的信号输入端信号连接有登录模块，登录模块的信号输入端信号连接有操作终端。
3.根据权利要求1所述的基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，其特征在于：所述ROS后台模块包括Host模块与Master模块，Host模块可以对工作人员输入的指令进行计算，并通过rosout话题的方式传输至Master模块，使Master模块对计算结果进行传输。
4.根据权利要求1所述的基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，其特征在于：所述仿真模块包括计算模块与对比分析模块，通过计算模块与对比分析模块可以使工作人员输出的指令在虚拟物理环境中进行模拟对比运行。
5.根据权利要求1所述的基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，其特征在于：所述机械臂的信号输出端信号连接有数据采集模块，数据采集模块的信号输出端信号连接有人机交换模块，人机交换模块的信号输出端与ROS后台模块的信号输入端信号连接。
6.根据权利要求1所述的基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，其特征在于：所述操作终端的信号输入端信号连接有储存模块，反馈模块的信号输出端与储存模块的信号输入端信号连接，控制模块的信号输出端信号连接有安全防护模块，安全防护模块的信号输出端信号连接有碰撞信息采集模块，碰撞信息采集模块的信号输出端与储存模块的信号输入端信号连接。
7.根据权利要求1所述的基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，其特征在于：所述机械臂的信号输出端信号连接有传感模块，传感模块包括摄像头与感应器，传感模块的信号输出端与储存模块的信号出入端信号连接。
8.根据权利要求1所述的基于ROS网络的服务机械臂可视化远程控制系统，其特征在于：所述机械臂的信号输出端信号连接有接口模块，接口模块包括关节接口模块、X轴伺服接口模块、Y轴伺服接口模块和Z轴伺服接口模块，接口模块的信号输出端与检测模块的信号输入端信号连接，检测模块的信号输出端信号连接有警报模块，警报模块的信号输出端与操作终端信号连接。
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