(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 202211044835.8 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 赵兴炜　谭锡源　陶波　丁文政　 (74)专利代理 机构 华中科技大 学专利中心 42201 专利代理师 孔娜 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 13/00(2006.01) B25J 13/08(2006.01) (54)发明名称 一种基于5G网络的体感遥操作机器人系统 控制方法 (57)摘要 本发明属于机器人控制领域， 并具体公开了 一种基于5G网络的体感遥操作机器人系统控制 方法， 其包括： S1获取操作者的实时关节角度和 对应时间戳， 并传输给机器人； S2以实时关节角 度作为目标关节角度， 根据目标关节角度和机器 人当前关节角度确定机器人的下一个 关节角度， 将得到的每个关节角度都以栈的形式储存在机 器人中； S3比较机载时间戳和对应时间戳， 当差 值大于丢包判定阈值时判定为丢包； S4发生丢包 时切换为机载控制模式： 在每两个栈内数据间取 均值自动增补栈， 将增补后新栈中的数据依次出 栈作为机器人新的关节角度。 本发 明可自动从体 感遥操作控制模式切换至机载控制模式， 有效避 免了机器人因网络波动原因的急停以及对患者 造成伤害。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115416023 A 2022.12.02 CN 115416023 A 1.一种基于 5G网络的体感遥操作机器人系统控制方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 在操作者活动过程中， 获取操作者的实时关节角度和对应时间戳， 并将其传输给机 器人； S2、 以实时关节角度作为目标关节角度， 根据目标关节角度和机器人当前关节角度确 定机器人 的下一个关节角度； 将得到的每个关节角度都以栈的形式储存在机器人中， 机器 人按关节角度运动； S3、 比较当前机载时间戳和目标关节角度的对应时间戳， 当时间戳差值大于丢包判定 阈值时判定为丢包， 进入步骤S4； 否则重复步骤S1和S2； S4、 发生丢包时切换为机载控制模式： 在每两个栈内数据间取均值自动增补栈， 将增补 后新栈中的数据依次出栈作为机器人新的关节角度； 当栈内数据没有完全出栈前， 机器人接收到传输的新的目标关节角度时， 切换回体感 遥操作控制模式， 即重复步骤S1～S3； 当栈内数据全部出栈后， 机器人仍然没有接收到新的目标关节角度时， 机器人停止在 栈内最后一个关节角度的位置 。 2.如权利要求1所述的基于5G网络的体感遥操作机器人系统控制方法， 其特征在于， 步 骤S2中， 确定机器人的下一个 关节角度， 具体为： 将目标关节角度与机器人当前关节角度作 差， 当该差值的绝对值小于角度阈值时， 将目标关节角度设置为机器人的下一个关节角度； 否则， 将当前关节角度加上或减去角度阈值设置为机器人的下一个关节角度。 3.如权利要求2所述的基于5G网络的体感遥操作机器人系统控制方法， 其特征在于， 得 到的每个关节角度以栈的形式储 存在机器人中， 当栈内数据溢出时优先舍弃栈底的数据。 4.如权利要求1所述的基于5G网络的体感遥操作机器人系统控制方法， 其特征在于， 通 过体感遥操作工作站将实时关节角度和对应时间戳经5GCPE传输给机器人。 5.如权利要求1所述的基于5G网络的体感遥操作机器人系统控制方法， 其特征在于， 步 骤S1中， 先测得操作者胸部的四元数和上臂的四元数， 然后根据对应穿戴部位四元数， 求得 对应运动中各关节角的旋转角度作为实时关节角度。 6.如权利要求1所述的基于5G网络的体感遥操作机器人系统控制方法， 其特征在于， 步 骤S4中， 当栈内数据全部出栈后， 机器人仍然没有接收到新的目标关节角度时， 机器人停止 在栈内最后一个关节角度的位置， 并在恢复通信后弹出错 误信息提 示操作者 排除故障。 7.如权利要求1 ‑6任一项所述的基于5G网络的体感遥操作机器人系统控制方法， 其特 征在于， 所述机器人的机 械臂末端安装有柔 性夹持装置， 用于核酸检测咽拭子采样。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115416023 A 2一种基于5G网 络的体感遥操作机 器人系统控制方 法 技术领域 [0001]本发明属于机器人控制领域， 更具体地， 涉及一种基于5G网络的体感遥操作机器 人系统控制方法。 背景技术 [0002]5G是目前广 泛使用的移动通讯技术， 是4G移动通讯技术的升级版本。 5G有着高速、 低延时、 节能、 高带宽以及接入设备数量多等特点。 可以有效解决4G时代因网络限制原因造 成的各种问题， 促进工业、 医疗等行业进入万物互联的新时代。 [0003]传统的遥操作往往基于有线连接， 有线连接虽然稳定但却受限于网线， 导致了不 够灵活以及前期准备繁琐等问题。 在将 5G技术运用到5 G后可以大大提升 设备灵活性以及降 低前期准备需要的工作量， 但因为5G是高频短波信号， 其特点是传播范围小、 穿透力弱等。 这就造成了使用5G 网络进行遥操作时会容易出现丢包等现象， 难以满足体感遥操作的通信 需求。 发明内容 [0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求， 本发明提供了一种基于5G网络的体感遥操 作机器人系统控制方法， 其目的在于， 利用5 G和体感遥操作技术， 发生丢包时可自动从体感 遥操作控制模式切换至机载控制模式， 有效避免机器人因为网络波动原因造成的急停和伤 害。 [0005]为实现上述目的， 本 发明提出了一种基于5G网络的体感遥操作机器人系统控制方 法， 包括如下步骤： [0006]S1、 在操作者活动过程中， 获取操作者的实时关节角度和对应时间戳， 并将其传输 给机器人； [0007]S2、 以实时关节角 度作为目标关节角度， 根据目标关节角 度和机器人当前关节角 度确定机器人 的下一个关节角度； 将得到的每个关节角度都以栈的形式储存在机器人中， 机器人按关节角度运动； [0008]S3、 比较当前机载时间戳和目标关节角度的对应时间戳， 当时间戳差值大于丢包 判定阈值时判定为丢包， 进入步骤S4； 否则重复步骤S1和S2； [0009]S4、 发生丢包时切换为机载控制模式： 在每两个栈内数据间取均值自动增补栈， 将 增补后新栈中的数据依次出栈作为机器人新的关节角度； [0010]当栈内数据没有完全出栈前， 机器人接收到传输 的新的目标关节角度时， 切换回 体感遥操作控制模式， 即重复步骤S1～S3； [0011]当栈内数据全部出栈后， 机器人仍然没有接收到新的目标关节角 度时， 机器人停 止在栈内最后一个关节角度的位置 。 [0012]作为进一步优选的， 步骤S2中， 确定机器人的下一个关节角度， 具体为： 将目标关 节角度与机器人当前关节角度作差， 当该差值的绝对值小于角度阈值时， 将目标关节角度说　明　书 1/3 页 3 CN 115416023 A 3