[发明专利]一种基于5G无线通讯的智能爬壁机器人控制执行系统

说明书

本发明提供了一种基于5G无线通讯的智能爬壁机器人控制执行系统，涉及远程访问技术、远端操控技术、5G无线专网通信技术、组合定位导航技术领域，旨在解决现有的避障机器人无法对壁面进行高效、稳定维护的问题，采用的技术方案是，基于5G无线专网通讯的智能爬壁机器人控制技术能够实现实时远端遥操作爬壁机器人，其具有独立性，协议IP指定端口映射实现一一对应，保证数据交互互不干扰；具有实时性，利用基于5G专网的通信技术保证上下行数据的实时交互且专网通讯保障通讯链路的稳定性及抗干扰性；具有安全性，机器人在维养过程中实时监测各传感器数据状态，对于异常情况可实时反馈并进行自我保护，保障机器人在维养作业过程中的安全。

技术领域

本发明涉及远程访问技术、远端操控技术、5G无线专网通信技术、组合定位导航技术领域，具体为一种基于5G无线通讯的智能爬壁机器人控制执行系统。

背景技术

高层建筑的日渐增多衍生出了很多高空作业。目前的高空作业大部分为人工作业，伤亡事故很难避免。高空作业机器人凭借其较高的工作效率，较好的工作质量，即将在市场站稳脚跟。智能爬壁机器人的出现为高空维养作业带来巨大的改变。爬壁机器人可以提高维养作业的自动化水平，提高工作效率，操作人员可以在地面上远程控制爬壁机器人进行维养工作。

为了方便操控智能爬壁机器人，开发基于5G专网通讯的智能爬壁机器人控制执行系统。5G是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。机器人控制执行系统通过5G专网，向机器人地面操控系统实时反馈爬壁机器人运行过程中的状态及图像数据。操作人员根据机器人控制执行系统的反馈数据做出判断，通过地面操作系统，借助5G专网通讯向机器人控制执行系统发送执行动作，达到远程操控智能爬壁机器人的目标。

同时，智能爬壁机器人控制执行系统作为机器人核心处理单元的“大脑”，融合了多种技术，包括远程访问技术、远端操控技术、5G无线专网通信技术、自主定位导航技术、智能避障技术、多传感器融合技术、机械臂控制技术、维养作业工具控制技术等，从而实现爬壁机器人自主维养作业的目标；现有的爬壁机器人在操控工作时，当通讯收到干扰或通讯中断后，无法再对其进行操控，导致爬壁机器人操控稳定性较差；爬壁机器人在维养作业时，缺少对自身各传感器技术状态的监测，无法及时进行反馈，存在一定的隐患。

发明内容

鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种基于5G无线通讯的智能爬壁机器人控制执行系统，采用的技术方案是，包括通讯链路单元、状态检测单元、多传感器数据获取和融合单元、负压吸附单元、定位导航单元、智能避障单元、六自由度机械臂路径规划单元和维养作业工具执行单元；所述通讯链路单元与机器人地面操控系统保持长连接且高效稳定通讯，基于5G的超视距遥操作技术；所述多传感器数据获取和熔合单元用于获取并整合各传感器的数据，进行多传感器数据融合；所述负压吸附单元用于控制爬壁机器人进行多腔体稳定吸附；所述定位导航单元和所述智能避障单元用于机器人自主定位导航和最优路径规划；所述六自由度机械臂路径规划单元根据反馈待维养作业区域相对于机器人本体位置自主规划机械臂运动轨迹；所述维养作业工具执行单元根据六自由度机械臂在轨迹运动中反馈的不同状态，决策维养作业工具执行不同类型作业任务。

作为本发明的一种优选技术方案，所述通讯链路单元包括5G无线专网通讯链路和电台链路；所述5G无线专网通讯链路是基于5G专网通讯技术，通过布置于机器人内的5G终端设备，实现机器人地面操控系统远程操作的目的；以5G无线专网为主要通讯链路，以电台为冗余备份链路，用于远程接收智能爬壁机器人地面操作系统发送的信息指令和反馈机器人运行过程中的状态及图像数据，达到爬壁机器人自主维养作业的目的。