(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 202210874923.4 (22)申请日 2022.07.25 (71)申请人 武汉科技大 学 地址 430081 湖北省武汉市青山区和平大 道947号武汉科技大 学 (72)发明人 闵华松　肖城钢　林云汉　李斯雨　 闫广　刘明新　周昊天　刘凯波　 谭伊健　 (74)专利代理 机构 北京兴智翔达知识产权代理 有限公司 1 1768 专利代理师 郭卫芹 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 13/00(2006.01) B25J 13/02(2006.01)B25J 18/00(2006.01) B25J 19/00(2006.01) (54)发明名称 一种高空作业机器人及其远程控制方法和 远程控制系统 (57)摘要 本发明提供一种高空作业机器人及其远程 控制方法和远程控制 系统， 可以远程对运输线路 或大型设备进行挂/摘地线等工作， 大大降低了 作业安全隐患； 各个模块通过控制箱通信连接， 分别实现各自的功能， 同时设计了一个核心控制 系统， 管理各子系统， 保证机器人根据任务流程 协同各模块高效作业。 此外， 高空作业机器人采 用人臂遥操作模式， 利用表面肌电臂环和动作 捕 捉设备采集人臂表面肌电信号和各关节运动信 息， 实现人臂对机械臂的实时柔顺控制， 以人作 为决策层， 控制机械臂和末端 挂/摘地线工 具， 在 风力超过三级时可配合操作员的熟练操作提高 挂/摘准确率， 相对于全自动挂接， 具有更高的灵 活性和可应变能力， 在地线挂/摘准确度和稳定 性方面都有所提高。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115026837 A 2022.09.09 CN 115026837 A 1.一种高空作业机器人， 其特 征在于， 包括： 控制箱； 移动底盘， 所述控制箱能够控制所述移动底盘移动； 升降作业平台， 所述控制箱固定于所述升降作业平台上， 且所述控制箱能够控制所述 升降作业平台升降； 固定于所述升降作业平台上的机 械臂， 所述控制箱能够控制所述机 械臂进行动作； 固定于所述机械臂末端关节连杆的末端挂/摘地线工具， 所述控制箱能够控制所述末 端挂/摘地线工具进行动作； 遥控手柄， 用于将针对所述移动底盘和所述升降作业平台的控制 指令发送至所述控制 箱； 固定于所述机 械臂末端位置的全景相机， 用于将 末端作业场景传输 至VR眼镜； VR眼镜， 用于向操作员提供实时的挂/摘作业3D场景； 惯性动作捕捉设备， 用于测量操作员各关节运动信息， 以控制所述机 械臂的运动； 表面肌电臂环， 用于测量操作员小臂的表面肌电信号， 以控制所述末端挂/摘地线工具 的动作。 2.根据权利要求1所述的高空作业机器人， 其特征在于， 还包括： 连接固件， 全景相机云 台和末端挂/摘地线工具支 架； 其中， 所述连接固件用于将所述移动底盘、 所述升降作业平台、 所述机械臂、 所述控制 箱、 所述全景相 机连接成整体； 所述全景相 机云台用于将所述全景相 机固定于所述机械臂 上； 所述末端挂/摘地线工具支架用于将所述末端挂/摘地线工具挂载于所述升降作业平台 上。 3.一种远程控制方法， 用于远程控制如权利要求1或2所述的高空作业机器人， 其特征 在于， 包括： 获取遥控手柄指令， 并根据 所述遥控手柄指令控制所述移动底盘运动和调节所述升降 作业平台的高度； 获取机械臂末端的作业场景3D信息， 并将所述作业场景3D信息实时传输至所述VR眼镜 中， 用于为操作员提供实时操作场景； 获取所述惯性动作捕捉设备获取的手臂关节运动信 息， 并将所述手臂关节运动信 息实 时传输至所述控制箱， 以控制所述机 械臂运动； 获取所述表面肌电臂环获取的表面肌电信号， 并将所述表面肌电信号实时传输至所述 控制箱， 以控制所述末端挂/摘地线工具动作。 4.根据权利要求3所述的远程控制方法， 其特征在于， 所述获取遥控手柄指令， 并根据 所述遥控手柄指令控制所述移动底盘运动和调节所述升降作业平台的高度， 具体包括： 当所述遥控手柄指令为前进、 后退、 左转或右转 时， 通过所述控制箱控制所述移动底盘 前进、 后退、 左转或右转； 当所述遥控手柄指令为上升或下降时， 通过所述控制箱控制所述升降作业平台恒速上 升或下降。 5.根据权利要求3所述的远程控制方法， 其特征在于， 所述获取所述惯性动作捕捉设备 获取的手臂关节运动信息， 并将所述手臂关节运动信息实时传输至所述控制箱， 以控制所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115026837 A 2述机械臂运动， 具体包括： 获取佩戴于操作员手臂各关节的所述惯性动作捕捉设备捕捉的手臂关节运动信息； 通过局域网将所述手臂关节运动信息实时传输 至所述控制箱； 所述控制箱根据运动映射算法将所述手臂关节运动信 息转换为机械臂运动指令， 并基 于所述机 械臂运动指令控制所述机 械臂运动。 6.根据权利要求3所述的远程控制方法， 其特征在于， 所述获取所述表面肌电臂环获取 的表面肌电信号， 并将所述表 面肌电信号 实时传输至所述控制箱， 以控制所述末端挂/摘地 线工具动作， 具体包括： 获取佩戴于操作员小臂上的所述表面肌电臂环采集的所述操作员手臂的表面肌电信 号； 通过蓝牙模块将所述表面肌电信号实时传输给 所述控制箱； 所述控制箱根据预设的手部运动分类算法， 将所述表面肌电信号转换为挂摘动作指 令， 并基于所述 挂摘动作指令控制所述末端挂/摘地线工具动作。 7.一种远程控制系统， 用于远程控制如权利要求1或2所述的高空作业机器人， 其特征 在于， 包括： 移动底盘及升降作业平台控制单元， 用于获取遥控手柄指令， 并根据所述遥控手柄指 令控制所述移动底盘运动和调节所述升降作业平台的高度； 3D作业场景信息获取与显示单元， 用于获取机械臂末端的作业场景3D信息， 并将所述 作业场景3D信息实时传输 至所述VR眼镜中， 以为操作员提供实时操作场景； 机械臂控制单元， 用于获取所述惯性动作捕捉设备获取的手臂关节运动信息， 并将所 述手臂关节运动信息实时传输 至所述控制箱， 以控制所述机 械臂运动； 末端工具控制单元， 用于获取所述表面肌电臂环获取的表面肌电信号， 并将所述表面 肌电信号实时传输 至所述控制箱， 以控制所述末端挂/摘地线工具动作。 8.根据权利要求7 所述的远程控制系统， 其特 征在于， 所述机 械臂控制单 元具体用于： 获取佩戴于操作员手臂各关节的所述惯性动作捕捉设备捕捉的手臂关节运动信息； 通过局域网将所述手臂关节运动信息实时传输 至所述控制箱； 所述控制箱根据运动映射算法将所述手臂关节运动信 息转换为机械臂运动指令， 并基 于所述机 械臂运动指令控制所述机 械臂运动。 9.根据权利要求7所述的远程控制系统， 其特征在于， 所述末端工具控制单元具体用 于： 获取佩戴于操作员小臂上的所述表面肌电臂环采集的所述操作员手臂的表面肌电信 号； 通过蓝牙模块将所述表面肌电信号实时传输给 所述控制箱； 所述控制箱根据预设的手部运动分类算法， 将所述表面肌电信号转换为挂摘动作指 令， 并基于所述 挂摘动作指令控制所述末端挂/摘地线工具动作。 10.根据权利要求7所述的远程控制系统， 其特征在于， 还包括故障报 警系统； 所述故障 报警系统包括： 工作状态获取 单元， 用于获取 所述高空作业机器人的工作状态； 工作故障报警单 元， 用于根据所述工作状态， 提 示机器人故障并进行报警。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115026837 A 3