基于物联网的智能绝缘涂覆机器人远程控制系统

基于物联网的智能绝缘涂覆机器人远程控制系统

付义

深圳优必选科技股份有限公司,深圳,518000

摘要：随着人工智能在工业中的广泛应用,工业机器人已成为工业自动化的重要标志,并在元件制造、化工技术等领域得到应用。目前,传统工业机器人的控制离不开操作面板,这在一定程度上限制了工业机器人深度自动化的应用。利用改进的粒子群极限单双优化算法,对由自适应函数估计的一组优化粒子中机器人轨迹的各个段的时间间隔进行二次优化,使机器人在运动速度和加速度的约束下获得更好的整体潜力,从而提高机器人轨迹优化结果的稳定性和准确性。但是,上述自动控制主要集中在个人电脑的应用上,目前仍处于移动遥控的研究阶段。因此,本研究主要从移动端解释了工业机器人的远程控制的实现。

关键词：物联网；机器人；远程控制

引言

智能绝缘涂覆机器人作为一种现代化的技术手段，诠释了现代科技的进步，已被广泛应用到各种现代工业以及生活领域中。但由于涂覆机器人的工作性质危险性较强，所以通常情况下需要进行远程操控。因此，远程操控的精度直接影响涂覆机器人的工作质量。基于多传感器融合的机器人远程控制系统，采用卡尔曼滤波算法对机器人移动数据进行多传感器采集，并融合多个传感器的信息结果。基于此，设计模糊PI控制器，以实现机器人的远程控制。想要机器人高效地完成工作计划，需要更成熟控制技术以及完整的操作思路。为此，本文应用物联网技术研究一种新的涂覆机器人远程控制系统。

1巡检机器人远程控制现存问题

巡逻机器人远程控制系统有一定的局限性,需要合理的设计来解决这个问题,提高远程控制机器人的质量。本文探讨了与巡逻机器人相关的常见问题,而不是具体的机器模型,以确保问题解决的适用性,确保巡逻机器人的正常运行。该检测机器人是围绕远程控制方法开发的,包括控制问题,通信问题,电源问题等。有必要建立稳定的控制环境,以避免通信中断,并确保稳定的电源供应。目前巡逻机器人在系统设计中需要解决的问题,设计的标准化形式,输入PLC控制器,通信芯片等硬件,Labviwe软环境,TCP/IP等,以实现巡逻机器人的远程控制功能。

2控制系统设计

控制系统主要利用LoRa（远距离无线电）技术实现机器人的远程无线信号连接，通过物理层的无线调制对目标计算机以及客户端服务器进行同步管理，为远程控制系统提供通信服务。相比于其他短距离射频技术，LoRa技术采用NXPA53处理器，有效运用了物联网的性能特点，具有较高的安全性及稳定性。在保证传输效率的同时还能维持低功耗运行，可根据实际情况扩大通信范围，是目前智能通信领域的首要技术选择。考虑到智能绝缘涂覆机器人的工作性质以及特征属性，将远程控制系统分为两大部分：一是服务端主要提供控制信号的捕捉、输入以及管理等服务，保证信号连接的稳定性及系统运行的安全；二是客户端主要提供数据信息的显示、管理等功能服务，保证系统的服务质量。

3基于物联网的智能绝缘涂覆机器人远程控制系统

3.1加工模块实现流程设计

由于远程桌面活动可以显示机器人的三维动态可视化,以及显示行为数据和处理路径,并且处理模块需要可视化机器人的当前行为数据,因此将处理模块作为子模块打包成活动,通过按键模拟实现与远程控制模块的切换。同时,为了允许模拟图像相对于指定点的运动,在处理模块中添加了移动指定点的功能。在上述模块处理布局后,必须编译每个空间控制。首先,对于单轴控制的功能,主要是控制机器人的方向盘在每个转角处,程序中的工作机构如下:(1)响应控制后,单位提供相应的角度,改变角度后调用Forward_Solution_Thread来计算最终坐标;使用 A_Forward_Solution_Thread 计算角度 A 和 C。根据起始坐标值和运动调用,OpenGLES 将更新图像角度和路径,并更新 TextView 数据的显示。为了实现连接控制功能,主要控制X,Y,Z方向的运动,控制机器人的A,C角度的旋转。该程序的具体工作原理如下:(1)响应控制操作后,对A角和C角进行一次进给,改变行为数据,调用机器人Inverse_Method_Thread解决角;根据起始坐标值和运动调用,OpenGLES 将更新图像角度和路径,并更新 TextView 数据的显示。

3.2自保护系统

自我保护系统由红外传感器、超声波传感器和激光传感器组成,可实现障碍物检测和反馈,降低与机器人障碍物相遇的风险,确保运动控制的安全性。例如,超声波传感器根据超声波反射原理检测障碍物,计算障碍物距离,为巡逻机器人提供安全距离。在自卫系统的作用下,可以提前警告安全距离,使巡逻机器人避开障碍物。巡逻机器人内部装有电压和电流检测单元,可以确定内部线路的工作状态,防止线路因电压和电流过高而损坏,以确保线路的正常运行。自保护系统与控制主机建立通信,实时监控机器人的状态,并通过5G网络传输数据,提高数据处理效率。同时,PC对运行数据进行分析,识别巡逻机器人的运行风险要素,提高性能,保证巡逻机器人的运行状态。此外,还可以通过电话监控系统的运行状态,提供巡逻信息,形成保护功能的预警,告知系统运行的重要信息,提高反馈系统的自我保护能力。

3.3控制信号传输延迟时间

一般情况下，由于远程信号传输环境中有大量不可控的影响因素（网络信号、传输时间、网络延迟），进而导致系统在发送控制信号时易出现时间上的延迟或计算偏差等问题，需要通过控制系统中的补偿机制来实现有效改善。实验环境下，外界网络信号传延迟时间与本文系统下的延迟时间情况，在没有任何约束以及限制条件下，外界环境中网络信号传输的延迟时间较高，可以明显看出延迟时间表达曲线整体呈上升趋势，在同等相隔的信号发送时间内，延迟时间在不断上涨。而本文系统控制下信号传输延迟时间有所降低，说明本文系统能够减少一部分外界环境因素所带来的信号传输干扰。

3.4Android远程终端通信搭建

基于Android终端的工业机器人远程控制系统必须通过网络连接到服务器。系统使用 TCP/IP 机制来建立服务器和客户端之间的通信。具体步骤:(1)在机器人远程控制系统中创建HTTP流并开发HTTP相关内容。鉴于HTTP是发送数据请求后与TCP断开的短连接,并且远程工业机器人需要连续访问,很明显,为每个数据传输建立HTTP和TCP连接会显着降低性能。因此,使用 setrequestproperty 方法,不允许 TCP 关闭连接。(2) Recvdata 类的中继器设计为接收来自服务器的消息,并按类型定义消息,以便消息可以通过广播传输到相应的资产。(3)启动流,调用功能实现Android终端与服务器之间的通信。

结束语

为提高涂覆机器人的远程控制可靠性，提出基于物联网的智能绝缘涂覆机器人远程控制系统，本系统对机器人运动轨迹的远程控制力较强，精准度较高与其控制位移距离与预设轨迹相吻合。并且对外界环境中信号传输的时间延迟补偿效果较好，系统的可应用性较高、实用性较强。

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