特种机器人及其控制方法与流程

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种特种机器人及其控制方法。

背景技术：

特种机器人是近年来得到快速发展和广泛应用的一类机器人，在我国国民经济各行业均有应用。其应用范围主要包括：农业、电力、建筑、物流、医疗、护理、康复、安防与救援、军用、核工业、矿业、石油化工、市政工程等。

传统特种机器人多以实现巡检功能为主，如电力巡检、管廊巡检、园区巡检和危化工厂巡检机器人，此类机器人不具备机械臂或只搭载单机械臂，能够执行的作业种类少。在特种环境下面临检修或运维工作需求时，传统巡检类机器人无法有效替代人工进行现场物理作业，此类特种机器人以“监控”功能为主，但并不能实际解决问题。

在发明人了解到的现有专利中，请参考图1，申请号为“201810739677.5”的中国发明专利，提供一种高自由度排爆机器人及其控制方法的技术方案。该高自由度排爆机器人包括移动底盘1和机械臂2，移动底盘1设置有行驶轮10和纵向支架31，全局视觉传感器3连接于纵向支架31，多自由度机械臂2的前端均连接有末端执行器21和末端视觉传感器22。机械臂2具有多个自由度，该高自由度排爆机器人需要操控人员先选中机械臂2的对应自由度的按键，分别单独控制各个自由度，才能完成末端执行器的移动，存在着操控效率低的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种特种机器人及其控制方法，旨在解决现有的特种机器人存在的操控效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种特种机器人，包括：

底盘；

身部主体，所述身部主体安装于所述底盘；

机械臂，所述机械臂的一端安装于所述身部主体的侧部，所述机械臂的另一端安装有末端执行器，所述机械臂具有多个关节，所述关节包括驱动电机；以及

控制器，所述控制器分别与多个所述驱动电机电性连接，所述控制器用于与外部的操控装置通信连接，以接收所述操控装置发送的多维位姿控制指令，所述控制器根据所述多维位姿控制指令计算出对应所述驱动电机的驱动指令，并将所述驱动指令发送至对应的所述驱动电机。

在其中一个实施例中，所述特种机器人还包括第一摄像头、第二摄像头和立柱，所述第一摄像头通过第一电动云台可旋转地安装于所述身部主体的顶部，所述立柱安装于所述底盘，所述第二摄像头通过第二电动云台可旋转地安装于所述立柱的顶部，所述控制器分别与所述第一摄像头、所述第二摄像头、第一电动云台和第二电动云台电性连接。

在其中一个实施例中，所述特种机器人还包括与所述控制器电性连接的第三摄像头，所述第三摄像头倾斜安装于所述末端执行器，以朝向所述末端执行器的前部。

在其中一个实施例中，所述底盘包括舱体和用于驱动所述舱体行走的行走机构，所述控制器安装于所述舱体内，所述控制器与所述行走机构电性连接，所述特种机器人还包括分别与所述控制器电性连接的第四摄像头和第五摄像头，所述第四摄像头安装于所述舱体的前侧，所述第五摄像头安装于所述舱体的后侧，所述控制器分别获取所述第四摄像头和所述第五摄像头拍摄的图像信号，并将所述图像信号发送至外部的操控装置。

在其中一个实施例中，所述机械臂包括依次连接的肩部、大臂、肘部、小臂和腕部，所述关节共有七个，七个所述关节依次分别为连接所述身部主体和所述肩部的第一旋转关节、所述肩部具有的第一摆动关节、连接所述大臂和所述肘部的第二旋转关节、所述肘部具有的第二摆动关节、连接所述小臂和所述腕部的第三旋转关节、所述腕部具有的第三摆动关节、以及所述腕部末端具有的第四旋转关节。

在其中一个实施例中，所述第四旋转关节包括力传感器和所述驱动电机，所述力传感器分别与所述驱动电机的输出轴和所述末端执行器连接，所述力传感器用于检测所述驱动电机和所述末端执行器之间的连接应力信息，所述力传感器与所述控制器电性连接，以向所述控制器发送所述连接应力信息。

在其中一个实施例中，所述关节还包括与所述驱动电机的驱动器电性连接的制动器，所述控制器与所述驱动电机的驱动器电性连接，所述控制器用于向所述驱动电机的驱动器发送制动指令，以使所述制动器机械锁定所述驱动电机。

本发明还提供了一种特种机器人的控制方法，应用于上述的特种机器人，包括：

接收多维位姿控制指令；

根据所述多维位姿控制指令和机械臂的当前状态计算出对应驱动电机的驱动指令；

将所述驱动指令发送至对应的所述驱动电机。

在其中一个实施例中，所述特种机器人还包括第一摄像头、第二摄像头和立柱，所述第一摄像头通过第一电动云台可旋转地安装于所述身部主体的顶部，所述立柱安装于所述底盘，所述第二摄像头通过第二电动云台可旋转地安装于所述立柱的顶部，其特征在于，所述将所述驱动指令发送至对应的所述驱动电机的步骤，所述控制方法还包括：

接收操控装置发送的第一矢量指令，根据所述第一矢量指令和所述第一电动云台的当前状态计算出第一运动指令，并将所述第一运动指令发送至所述第一电动云台；

接收操控装置发送的第二矢量指令，根据所述第二矢量指令和所述第二电动云台的当前状态计算出第二运动指令，并将所述第二运动指令发送至所述第二电动云台。

在其中一个实施例中，所述多维位姿控制指令周期性发送到所述控制器，所述控制器在单个周期内完成当前所述驱动指令的计算及发送，所述驱动电机接收到当前所述驱动指令后立即按当前所述驱动指令运行。

本发明提供的特种机器人及其控制方法的有益效果是：操控人员通过操控装置发送基于末端执行器当前位置的多维位姿控制指令，特种机器人的控制器计算出相关的关节所需的转动角度，并向对应的驱动电机发送对应的驱动指令，使得末端执行器到达操控人员指定的位置，操控人员不需要发送用于控制各个关节对应的具体驱动指令，操控便捷，解决了现有的特种机器人存在的操控效率低的技术问题，从而提高了特种机器人的操控便利性，降低操控难度，提供了一种简洁高效的操控方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的排爆机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的特种机器人的侧视图；

图3为图2中的特种机器人的立体图；

图4为图2中的特种机器人的又一视角图；

图5为图4中的特种机器人的机械臂的结构示意图；

图6为图4中的特种机器人的末端执行器的结构示意图；

图7为图6中的末端执行器的分解视图；

图8为图7中的末端执行器的上盖的结构示意图；

图9为图4中的末端执行器的执行安装部与机械臂的腕部的连接图；

图10为图9中的分解视图；

图11为图9的另一视角的分解视图；

图12为图5中的第四旋转关节的机构示意图；

图13为本发明实施例中的特种机器人的操控方法的流程示意图；

图14为本发明实施例中用于操控特种机器人的操控装置的结构示意图；

图15为图14中的操控装置的操控面板的示意图；

图16为图15中的操控面板的机械臂操控区的示意图。

其中，图中各附图标记：

1—移动底盘，10—行驶轮，2—多自由度机械臂，21—末端执行器，22—末端视觉传感器，3—全局视觉传感器，31—纵向支架；

x—第一竖直轴线，y—第二竖直轴线；

100—底盘，110—舱体，120—行走机构；

200—身部主体，201—支座；

300—机械臂，301—第一旋转关节，302—第一摆动关节，303—第二旋转关节，304—第二摆动关节，305—第三旋转关节，306—第三摆动关节，307—第四旋转关节，308—关节，310—肩部，320—大臂，330—肘部，340—小臂，350—腕部，351—腕壳体，3511—第一复位线，352—旋转转接件，3521—第二复位线，353—旋转安装部，3531—第一安装槽，3532—第二安装孔，354—胶套，361—力传感器，362—驱动电机，363—减速器，364—编码器，365—制动器；

410—第一摄像头，411—第一电动云台，420—第二摄像头，421—第二电动云台，430—立柱，440—第三摄像头，450—第四摄像头，460—第五摄像头；

500—末端执行器，501—第二安装槽，502—透光通孔，510—执行器安装部，511—安装片，512—第一安装孔，513—限位片，520—执行器工作部，521—第一夹指，522—第二夹指，523—上盖，524—安装主体，525—下盖；

600—操控装置，601—操控面板，602—开关接线区，603—臂操控区，6031—运动速度调节开关，6032—运动模式调节开关，6033—快捷复位键，6034—执行器工作按键，6035—执行器旋转按键，604—底盘操控区，605—视觉操控区，610—第一显示屏，620—第二显示屏，630—3d鼠标，640—第一操纵杆，650—第二操纵杆。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图2、图3和图13，一种特种机器人，包括底盘100、身部主体200、机械臂300和控制器，身部主体200安装于底盘100。

请一并参考图5，机械臂300的一端安装于身部主体200的侧部，机械臂300的另一端安装有末端执行器500，机械臂300具有多个关节308，关节308包括驱动电机362(可参见图12)。其中，驱动电机362为关节308转动的动力来源，控制器通过控制驱动电机362实现控制关节308转动。

控制器分别与多个驱动电机362电性连接，控制器用于与外部的操控装置600(请参见图14)通信连接，以接收操控装置600发送的多维位姿控制指令，控制器根据多维位姿控制指令计算出对应驱动电机362的驱动指令，并将驱动指令发送至对应的驱动电机362。

本发明提供的特种机器人的有益效果是：操控人员通过操控装置600发送基于末端执行器500当前位姿的多维位姿控制指令，特种机器人的控制器计算出相关的关节308所需的转动角度，并向对应的驱动电机362发送对应的驱动指令，使得末端执行器500到达操控人员指定的位姿，操控人员不需要发送用于控制各个关节308对应的具体驱动指令，无需繁琐地单独控制各个关节308，操控便捷，解决了现有的特种机器人存在的操控效率低的技术问题，从而提高了特种机器人的操控便利性，降低操控难度，为操控人员提供了一种简洁高效的操控方式。

本发明的一个具体实施例中，请参考图3，机械臂300的数量两个，两个机械臂300分别安装于身部主体200的两侧，且每个机械臂300具有多个关节308，类似人的双臂，符合作业人员的作业习惯，便于操控人员根据日常作业习惯，操控两个机械臂300协同作业，执行多样化的现场作业任务，故该特种机器人能有效代替人类工作。

其中，请参考图13和图14，操控装置600具有两个3d鼠标630。操作人员操作3d鼠标630移动，向操控装置600输入多维数据，比如六维数据，用于控制末端执行器500进行多维位移，比如朝左下方移动1米。操控装置600的操控系统根据多维数据生成多维位姿控制指令。每个3d鼠标630对应一个机械臂300。其中一个3d鼠标630用于发送控制其中一个机械臂300的第一多维位姿控制指令，另一个3d鼠标630用于发送控制另一个机械臂300的第一多维位姿控制指令。

在本发明的又一个具体实施例中，请参考图5，机械臂300包括依次连接的肩部310、大臂320、肘部330、小臂340和腕部350，关节308共有七个，七个关节308依次分别为连接身部主体200和肩部310的第一旋转关节301、肩部310具有的第一摆动关节302、连接大臂320和肘部330的第二旋转关节303、肘部330具有的第二摆动关节304、连接小臂340和腕部350的第三旋转关节305、腕部350具有的第三摆动关节306、以及腕部350末端具有的第四旋转关节307。

其中，机械臂300的关节308包括第一旋转关节301、第一摆动关节302、第二旋转关节303、第二摆动关节304、第三旋转关节305、第三摆动关节306、以及第四旋转关节307。大臂320固定安装于肩部310。小臂340固定安装于肘部330。

如此，机械臂300既具有摆动关节，又具有旋转关节，具有更大的运动自由度，可实现多方面的作业需求，能够灵活地带动末端执行器500作业，实现复杂的单臂或双臂协同作业，执行多样化的现场作业任务。

可选地，相邻关节308的转动轴线相互垂直。

在本发明的一个具体实施例中，请参考图9至图11，末端执行器500可拆卸地安装于腕部350，以便于操控人员根据现场工况能够快速更换末端执行器500，如夹爪、剪钳、破拆器和激光头等。

在本发明提供的一个具体实施例中，请参考图7、图9、图10和图11，末端执行器500包括执行器安装部510和安装于执行器安装部510的执行器工作部520，执行器安装部510具有朝向第四旋转关节307延伸的安装片511，安装片511具有贯穿安装片511的第一安装孔512，执行器安装部510还具有朝向第四旋转关节307延伸的限位片513。

其中，第四旋转关节307包括腕壳体351和旋转安装部353，腕壳体351的内部安装有第四旋转关节307的驱动电机362，旋转安装部353可转动地安装于所述腕壳体351且与位于腕壳体351内的驱动电机362的输出端连接。可选地，旋转安装部353通过旋转转接件352间接安装于腕壳体351，旋转安装部353通过减速器363、力传感器361与驱动电机362的输出端间接连接。旋转安装部353具有供安装片511插设的第一安装槽3531，旋转安装部353的侧壁具有位置与第一安装孔512的位置相对应的第二安装孔3532，旋转安装部353还具有供限位片513插设的限位槽(图未示)。

当末端执行器500需要安装到机械臂300时，操作人员将末端执行器500的安装片512插设到旋转安装部353的第一安装槽3531内，且限位片513插设于限位槽内，然后将紧固件从机械臂300的周向外侧插设到第一安装孔513和第二安装孔3532中。如此，安装片512插设到第一安装槽3531内，从而末端执行器500在旋转安装部353的周向上受到限位，限位片513对末端执行器500在旋转安装部353的径向进行限位，而紧固件插设到第一安装孔513和第二安装孔3532内，使得末端执行器500在旋转安装部353的轴向受到限制，实现末端执行器500与旋转安装部353紧固连接，且末端执行器500能够随着旋转安装部353及旋转转接件352相对于腕壳体351的轴线旋转。

具体地，请参考图9和图10，腕壳体351的外表面具有第一复位线3511，旋转转接件352的外表面具有第二复位线3521，以使第一复位线3511与第二复位线3521对准时，旋转转接件352处于初始状态。第一复位线3511与第二复位线3521的设置，便于旋转转接件352及与之连接的末端执行器500准确复位。

对于特种机器人而言，当作业结束或作业某一阶段工序结束，末端执行器500需要复位，以便后续作业时，操控装置600基于复位状态给出末端执行器500的多维位姿控制指令。

在本发明的一个具体实施例中，请参考图12，第四旋转关节307除了包括驱动电机362外，还包括力传感器361。力传感器361分别与驱动电机362的输出轴和末端执行器500连接，力传感器361用于检测驱动电机362和末端执行器500之间的连接应力信息，力传感器361与控制器电性连接，以向控制器发送连接应力信息。控制器能够在连接应力超过告警应力值前，给出警示信息，提醒操作人员调整机械臂300的姿势或更换合适的末端执行器500，避免末端执行器500作业过程中因应力过大而损坏。

特别地，驱动电机362通过减速器363与力传感器361连接。驱动电机362通过编码器364与控制器电性连接。

具体地，请结合图12，关节308还包括与驱动电机362的驱动器电性连接的制动器365，控制器与驱动电机362的驱动器电性连接，控制器用于向驱动电机362的驱动器发送制动指令，以使制动器365机械锁定驱动电机362。当特种机器人发生断电或意外报警时，制动器实现机械强制锁死驱动电机362。

其中，制动器365可选地电磁制动器。

请参考图12，制动器365与编码器364集成在一起。

其中，驱动电机362的驱动器为对应关节308的控制单元，用于与控制器进行电性及总线通讯传输。

可选地，驱动电机362为伺服电机。控制器通过控制各伺服电机转动，从而控制关节308的各旋转关节及摆动关节的转动角度，最终实现末端执行器500的运动轨迹的控制。

在本发明的一个具体实施例中，请参考图2至图4，特种机器人还包括第一摄像头410、第二摄像头420和立柱430，第一摄像头410通过第一电动云台411可绕第一竖直轴线x1旋转地安装于身部主体200的顶部，立柱430安装于底盘100，第二摄像头420通过第二电动云台421可绕第二竖直轴线x2旋转地安装于立柱430的顶部，控制器分别与第一摄像头410、第二摄像头420、第一电动云台411和第二电动云台421电性连接。控制器分别获取第一摄像头410和第二摄像头420拍摄的图像信号，并将图像信号发送至外部的操控装置。

操作人员通过操控装置，能够远程感知特种机器人的周围环境。第一摄像头410符合作业人员作业时的人眼视角，用于直观地感知位于该特种机器人前方的作业空间，第二摄像头420用于感知位于该特种机器人两侧或后侧的周边环境，提高作业安全性。

控制器获取第一摄像头410和第二摄像头420拍摄的图像信息，并能够通过控制第一电动云台411和第二电动云台421，控制第一摄像头410和第二摄像头420旋转，获取更广视角的图像信息，从而构建出特种机器人的有效作业空间。控制器在向驱动电机362发送驱动指令前，先计算机械臂300的运动轨迹是否超出有效作业空间。所有可能的运动轨迹均会超出有效作业空间，则向操控装置600发出警示信息。否则，向驱动电机362发送驱动指令。

其中，作业空间是指特种机器人的机械臂300及末端执行器500能够到达的目标点的集合，包括位于特种机器人前方的作业空间、位于特种机器人侧方和后方的作业空间。约束空间是指特种机器人本身因环境约束(比如周围环境中的墙、其他阻挡物)而减少的作业空间。有效作业空间是指作业空间减去约束空间后剩下的作业空间。特种机器人在有效作业空间内活动，能够确保安全性。

可选地，请参考图3，第一摄像头410围绕第一水平轴线y1枢接于第一电动云台411。第二摄像头420围绕第二水平轴线y2枢接于第二电动云台421。如此，第一摄像头410和第二摄像头420能够左右180度旋转，且能够上下90度俯仰，视角广，以引导机械臂300精细操作及感知特种机器人的周围环境。

可选地，第一摄像头410和第二摄像头420均为高清红外摄像头。

在本发明的又一具体实施例中，请参考图6和图7，执行器工作部520包括第一夹指521、第二夹指522、上盖523、安装主体524和下盖525。第一夹指521和第二夹指522的转轴可转动地插设于安装主体524的内部腔体，连接轴526伸入该内部腔体，以带动第一夹指521和第二夹指522转动。上盖523安装于安装主体524的上侧，下盖525安装于安装主体524的下侧，从而覆盖露出于安装主体524的第一夹指521及第二夹指522的转轴，同时保护安装主体524。

可选地，上盖523形成该第二安装槽501，从而第三摄像头440能够相对独立地安装于上盖523和安装主体524之间。

在本发明的一个具体实施例中，请参考图6和图7，特种机器人还包括与控制器电性连接的第三摄像头440，第三摄像头440倾斜安装于末端执行器500，以朝向末端执行器500的前部，即朝向末端执行器500的运动执行部位，从而末端执行器500的工作位置位于第三摄像头440拍摄图像的中心，而不是位于图像的边缘，更便于操控人员通过控制器进行近景观察，实现末端执行器500精细作业。

并且，第三摄像头440随机械臂300移动，能够近距离、多角度地观察到被作业对象。

具体地，请参考图8，末端执行器500的内部具有供第三摄像头440倾斜安装的第二安装槽501。第二安装槽501用于第三摄像头440的倾斜安装定位且保护第三摄像头440。

可选地，为了便于第三摄像头440拍摄图像，末端执行器500的上盖523还具有与第二安装槽501连通的透光通孔502，或者，上盖523具有供第三摄像头440拍摄的透光板。

在本发明的一个具体实施例中，请参考图4，底盘100包括舱体110和用于驱动舱体110行走的行走机构120，控制器安装于舱体110内，控制器与行走机构120电性连接，特种机器人还包括分别与控制器电性连接的第四摄像头450和第五摄像头460，第四摄像头450安装于舱体110的前侧，第五摄像头460安装于舱体110的后侧。控制器分别获取第四摄像头450和第五摄像头460拍摄的图像信号，并将图像信号发送至外部的操控装置700。第四摄像头450用于观察特种机器人的前进以及近地面作业任务的辅助引导。第五摄像头460用于观察特种机器人的后退以及近地面作业任务的辅助引导。操作人员在第四摄像头450和第五摄像头460的辅助下，向操控装置700输入行走控制指令，控制器接收到操控装置700发送的行走控制指令，向行走机构120发送行政驱动指令，以控制特种机器人安全行走。

可选地，第四摄像头450为红外夜视摄像头。

可选地，第五摄像头460为红外夜视摄像头。

可选地，行走机构120为履带机构、滚轮机构或足腿机构。行走机构120可实现特种机器人在危险场地或不方便人进入的场地进行自主作业，以替代人工作业。其中，履带机构有利于在泥泞、沙地、草地等特殊环境行进，且爬坡能力更强、更不容易侧倾和卡死。

在前述实施例的基础上，第三摄像头440的数量与机械臂300的数量相同，均为两个。因此，该特种机器人具有至少包含六路摄像装置构成的多视角视觉系统。多视角视觉系统用于监测特种机器人的机械臂300关节运动、末端执行器500状态和周围环境信息，并以实时图像形式通过控制器传输至外部的操控装置600，并在操控装置600的第一显示屏610上按需实时显示多路或放大显示某一路的图像信息。

在本发明的又一具体实施例中，请参考图3，身部主体200通过支座201可转动地安装于底盘100。如此，身部主体200能够带动机械臂300整体进行俯仰，以便于进行俯仰作业，同时，在俯仰场景作业时，第一摄像头410保持平视，有利于操控人员清晰地观察作业空间，引导机械臂300进行精细操作。

请参考图14至图16，本发明用于操控特种机器人的操控装置600，能与控制器通信连接。该操控装置600包括第一显示屏610、第二显示屏620、3d鼠标630、第一操纵杆640和第二操纵杆650。

第一显示屏610用于显示多视角视觉系统拍摄的图像，诸如第一摄像头410、第二摄像头420、第三摄像头440、第四摄像头450或第五摄像头460。当然，第一显示屏610还可以同时显示几个摄像头拍摄的图像。第二显示屏620用于显示力传感器检测到的应力信息，以及机械臂300的各个关节308处的驱动电机状态。

3d鼠标630的数量和机械臂300的数量一一对应，3d鼠标630根据操作人员实时操作3d鼠标630的动作输出多维位姿控制指令，并传输至控制器。比如，操控人员将3d鼠标630朝左下方移动距离s，则操控装置600输出的多维位姿控制指令表示末端执行器500需要朝左下方移动距离m。其中，移动距离s和移动距离m存在线性比例关系。特种机器人的控制器根据该多维位姿控制指令，计算出机械臂300对应的驱动电机362的驱动指令，从而实现末端执行器500朝左下方移动距离m。

其中3d鼠标630可上下运动、可在平面上滑动、以及可旋转和拧动，因此，能够输入多维数据。

其中，机械臂300的数量为两个时，多维位姿控制指令包括用于控制其中一个末端执行器500的第一位姿控制指令和用于控制另一个末端执行器500的第二位姿控制指令，控制器计算两个机械臂300的运动轨迹是否干涉，若干涉，则不响应位姿控制指令，并通过操控装置600进行报警反馈，若不干涉，则两个机械臂300同时运动。

第一操纵杆640用于控制第一摄像头410围绕第一竖直轴线x1旋转，以及围绕第一水平轴线旋转。第二操纵杆650用于控制第二摄像头420围绕第二竖直轴线x2旋转，以及围绕第二水平轴线旋转。操控人员通过第一操纵杆640和第二操纵杆650控制第一摄像头410和第二摄像头420的旋转。

请参考图13至图15，操控装置600包括与第一显示屏610枢接的操控面板601。操控面板601包括第二显示屏620、开关接线区602、臂操控区603、底盘操控区604和视觉操控区605，开关接线区602设置有电源开关及一些接线插座。底盘操控区604用于输入控制底盘100的行走机构120的行走操纵杆和行走按键。视觉操控区605设有第一操纵杆640和第二操纵杆650。

臂操控区603的数量与机械臂300的数量一一对应。

臂操控区603包括运动速度调节开关6031、运动模式调节开关6032、快捷复位键6033、执行器工作按键6034和执行器旋转按键6035。

运动速度调节开关6031用于控制机械臂300运动速度，即驱动电机362输出的关节308的转动速度。比如，运动速度调节开关6031为三挡旋钮开关，具有对应机械臂300运动速度依次下降的第一速度档位、第二速度档位和第三速度档位。

在三维空间坐标系中，运动模式调节开关6032用于调节机械臂300的运动模式。比如，运动模式调节开关6032为三档旋钮开关，具有全局运动模式、平动运动模式和绕点运动模式。

当操控人员将运动模式调节开关6032指向全局运动模式时，3d鼠标630可以控制末端执行器500在有效作业空间内的全局运动，例如，末端执行器500从左上方倾斜向右下方移动距离m。

当操控人员将运动模式调节开关6032指向平动运动模式时，3d鼠标630输入包含六个自由度的多维数据时，只有沿x轴、y轴、z轴的平移数据和绕z轴的旋转数据有效，而两个水平轴线(x轴和y轴)的旋转数据无效，即控制机械臂300的末端只能平移和绕竖直轴旋转。比如，当末端执行器500夹持被作业物体时，在平动运动模式下，末端执行器500不会发生倾覆，防止被作业物体内的液体洒落或物体掉落。

当操控人员将运动模式调节开关6032指向绕点运动模式时，3d鼠标630可控制末端执行器500在有效执行空间内，以预设点为基础，实现绕点转动运动。比如，在末端执行器500指向某一点后，开启绕点转动功能，此时操作人员通过操作3d鼠标630控制机械臂300动作时，末端执行器500将保持三维空间内指向此点，只能转动、不能平移，即三维空间内的x轴、y轴和z轴坐标保持不变，但末端执行器500可实现绕此点的空间旋转运动，实现特殊环境和功能要求下的精细操作。

快捷复位键6033用于机械臂300恢复至某一预设姿势。可选地，快捷复位键6033的数量为四个，操控人员能够设置四种预设姿势。比如，有一个快捷复位键6033对应机械臂300的预设姿势为末端执行器500复位，操控人员按动该快捷复位键6033时，请参考图10，此时腕壳体351的第一复位线3511和旋转转接件352的第二复位线3521对准，实现末端执行器500快速复位。

执行器工作按键6034用于控制末端执行器500的张开和并拢。

执行器旋转按键6035用于控制第四旋转关节307的外旋和内旋。

请参考图13，本发明还提供了一种特种机器人的控制方法，应用于上述特种机器人，包括：

s100：接收多维位姿控制指令。

s200：根据多维位姿控制指令计算出对应驱动电机362的驱动指令。

s300：将驱动指令发送至对应的驱动电机362。

如此，操控人员只需通过操控装置600发送基于末端执行器500当前位置的多维位姿控制指令，控制器自动计算出对应的驱动电机362的驱动指令，使得末端执行器500实现到达操控人员指定的目标位置，提高了特种机器人的操控便捷性，降低操控难度，为操控人员提供了一种简洁高效的操控方式。

其中，上述步骤的执行主体是控制器。控制器还可以根据机械臂300的当前状态和多维位姿控制指令计算出对应驱动电机362的驱动指令。机械臂300的当前状态包括机械臂300的当前位姿、各关节的转动角度、驱动电机的负载状态中的一个或多个。

该特种机器人还包括第一摄像头410、第二摄像头420和立柱430，第一摄像头410通过第一电动云台411可旋转地安装于身部主体200的顶部，立柱430安装于底盘100，第二摄像头420通过第二电动云台421可旋转地安装于立柱430的顶部。

在本发明的控制方法的一个具体实施例中，所述控制方法还包括：

接收操控装置600发送的第一矢量指令，根据第一矢量指令和第一电动云台411的当前状态计算出第一运动指令，并将第一运动指令发送至第一电动云台411。

接收操控装置600发送的第二矢量指令，根据第二矢量指令和第二电动云台421的当前状态计算出第二运动指令，并将第二运动指令发送至第二电动云台421。

如此，操作人员通过操控装置600的操纵杆，便捷地控制第一电动云台411和第二运动云台421的旋转运动和俯仰运动。

在其中一个实施例中，底盘100包括舱体110和用于驱动舱体110行走的行走机构120，控制器与行走机构120电性连接。

本发明提供的控制方法还包括：控制器接收操控装置600发送的用于底盘100运动控制的第三矢量指令，控制器计算出第三运动指令并发送至底盘100。如此，操作人员通过操控装置600的底盘操控区604的操控杆及按钮，便捷地控制底盘100的行走机构120行走。

在其中一个实施例中，身部主体200摆动安装于底盘100。

本发明提供的控制方法还包括：控制器还接收操控装置600发送的用于控制身部主体200的第四矢量指令，控制器根据第四矢量指令计算出第四运动指令并发送至身部主体200，以控制身部主体200的俯仰运动。

本实施例中，控制器以高刷新率、周期性下发至各驱动电机362、底盘100、第一电动云台411、第二电动云台421和身部主体200，控制其实现对应指令运动，完成特种机器人控制的整个流程。

在其中一个实施例中，操控装置600将多维位姿控制指令周期性发送到控制器，控制器在单个周期内完成当前驱动指令的计算及发送，驱动电机362接收到当前驱动指令后立即按当前驱动指令运行。

即，控制器在单个周期内完成机械臂300的运动轨迹计算、作业空间判断、报警信息处理或驱动指令的计算及下发，驱动电机362在接收到驱动指令的第一时间开始按照驱动指令运行；在下一个周期，新的多维位姿控制指令到来并完成所述流程，将新的驱动指令发送至驱动电机362时，无论驱动电机362前一指令周期收到的驱动指令是否执行完毕，均立即开始执行最新接收到的驱动指令，以此实现低延迟的实时控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。