[發(fā)明專利]全液壓自主移動機(jī)械臂的動作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610236245.3
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN105751199B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯守銀;王濤;楊志強(qiáng);高真
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南魯智電子科技有限公司
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/00;B25J9/16;B25J9/10;B25J19/04
• 代理公司: 北京恩赫律師事務(wù)所 11469
• 代理人: 劉守憲

1.一種全液壓自主移動機(jī)械臂的動作方法，所述全液壓自主移動機(jī)械臂包括全方位移動平臺，所述全方位移動平臺上設(shè)置有雙機(jī)械臂、動力系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、以及感知與控制系統(tǒng)，其中：

所述全方位移動平臺上設(shè)置有回轉(zhuǎn)腰身裝置，所述雙機(jī)械臂通過所述回轉(zhuǎn)腰身裝置設(shè)置在所述全方位移動平臺上，所述雙機(jī)械臂為具有多自由度的仿人雙臂結(jié)構(gòu)；

所述動力系統(tǒng)采用發(fā)動機(jī)-液壓驅(qū)動模式；

所述視覺系統(tǒng)包括導(dǎo)航相機(jī)、大視場伺服相機(jī)和手眼相機(jī)；

所述感知與控制系統(tǒng)包括關(guān)節(jié)力傳感器、關(guān)節(jié)位置傳感器和六維力傳感器，所述關(guān)節(jié)力傳感器和關(guān)節(jié)位置傳感器設(shè)置在所述雙機(jī)械臂的各關(guān)節(jié)處，所述六維力傳感器設(shè)置在所述雙機(jī)械臂的每條機(jī)械臂的末端；其特征在于：

所述全液壓自主移動機(jī)械臂具有第三動作模式，在所述第三動作模式下所述全方位移動平臺運(yùn)動、所述雙機(jī)械臂運(yùn)動，所述第三動作模式對應(yīng)的動作方法包括：

步驟(1)：所述導(dǎo)航相機(jī)引導(dǎo)所述全方位移動平臺移動至運(yùn)動目標(biāo)路徑附近；

步驟(2)：所述大視場伺服相機(jī)搜索、監(jiān)視運(yùn)動目標(biāo)的出現(xiàn)，運(yùn)動目標(biāo)一旦出現(xiàn)，所述大視場伺服相機(jī)對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行識別，若運(yùn)動目標(biāo)為待抓取的目標(biāo)，則估計(jì)運(yùn)動目標(biāo)相對所述全方位移動平臺的距離，否則繼續(xù)搜索；

步驟(3)：將待抓取的運(yùn)動目標(biāo)的位置提供給所述雙機(jī)械臂的控制系統(tǒng)，利用所述大視場伺服相機(jī)引導(dǎo)所述全方位移動平臺向待抓取的運(yùn)動目標(biāo)運(yùn)動，同時控制所述雙機(jī)械臂朝向待抓取的運(yùn)動目標(biāo)運(yùn)動，直至待抓取的運(yùn)動目標(biāo)完全處于所述雙機(jī)械臂的任務(wù)空間內(nèi)并有一定裕量時，控制所述全方位移動平臺與待抓取的運(yùn)動目標(biāo)同步；

步驟(4)：所述大視場伺服相機(jī)引導(dǎo)所述雙機(jī)械臂的末端趨近待抓取的運(yùn)動目標(biāo)，直至待抓取的運(yùn)動目標(biāo)處于所述手眼相機(jī)的視場內(nèi)；

步驟(5)：在所述大視場伺服相機(jī)的監(jiān)控下，利用所述手眼相機(jī)引導(dǎo)所述雙機(jī)械臂對工件進(jìn)行抓取。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全液壓自主移動機(jī)械臂的動作方法，其特征在于，所述雙機(jī)械臂的每條機(jī)械臂具有6個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，各旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)均由擺動油缸或液壓馬達(dá)驅(qū)動，所述回轉(zhuǎn)腰身裝置由液壓馬達(dá)驅(qū)動；所有液壓馬達(dá)均采用電液伺服閥控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全液壓自主移動機(jī)械臂的動作方法，其特征在于，所述導(dǎo)航相機(jī)為2臺彩色單目導(dǎo)航相機(jī)，分別設(shè)置在所述全方位移動平臺的前后兩端，所述大視場伺服相機(jī)設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)腰身裝置的上方，所述手眼相機(jī)為2臺彩色立體手眼相機(jī)，分別設(shè)置在所述雙機(jī)械臂的每條機(jī)械臂的末端。

4.根據(jù)權(quán)利要求2的全液壓自主移動機(jī)械臂的動作方法，其特征在于，所述動力系統(tǒng)采用以燃?xì)鉃槟茉吹臋C(jī)載發(fā)動機(jī)提供動力，所述全方位移動平臺的四周安裝有用于探測障礙物的超聲波傳感器和廣角相機(jī)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全液壓自主移動機(jī)械臂的動作方法，其特征在于，所述感知與控制系統(tǒng)還包括用于探測所述全方位移動平臺的姿態(tài)、角速度和加速度的垂直陀螺儀組件、以及用于探測所述全方位移動平臺的車輪轉(zhuǎn)速的輪速傳感器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一所述的全液壓自主移動機(jī)械臂的動作方法，其特征在于，所述雙機(jī)械臂的控制器的帶寬大于所述全方位移動平臺的控制器的帶寬。

7.權(quán)利要求1所述的全液壓自主移動機(jī)械臂的動作方法，其特征在于，所述全液壓自主移動機(jī)械臂還具有第二動作模式，在所述第二動作模式下所述全方位移動平臺靜止、所述雙機(jī)械臂運(yùn)動，所述第二動作模式對應(yīng)的動作方法包括：

步驟(1)：所述導(dǎo)航相機(jī)引導(dǎo)所述全方位移動平臺以指定位姿進(jìn)入作業(yè)工位，并制動、鎖緊；

步驟(2)：所述大視場伺服相機(jī)搜索工件，引導(dǎo)所述雙機(jī)械臂趨近工件；

步驟(3)：當(dāng)所述雙機(jī)械臂的末端到達(dá)工件附近一定距離、工件進(jìn)入所述手眼相機(jī)的視場范圍內(nèi)時，執(zhí)行步驟(4)，否則執(zhí)行所述步驟(2)；

步驟(4)：所述雙機(jī)械臂在所述大視場伺服相機(jī)的監(jiān)控下，并在所述手眼相機(jī)的引導(dǎo)和視覺伺服控制器的控制下執(zhí)行作業(yè)任務(wù)，如果工件脫離所述手眼相機(jī)的視場范圍時，執(zhí)行所述步驟(2)，將所述雙機(jī)械臂再次引導(dǎo)回工件附近。