[發明專利]一種排爆機器人控制系統

在審

• 申請號: 201610691747.5
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN107756406A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 胡松華
• 申請（專利權）人: 胡松華
• 主分類號: B25J9/18
• 分類號: B25J9/18;G05D1/02;B25J5/06;B25J19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種排爆機器人控制系統，適用于機械領域。

背景技術

排爆機器人屬于搬運機器人的一種類型，很多搬運機器人是模仿人類的動作，用來幫助或部分代替人來進行繁重、危險、重復等工作。排爆機器人模仿人類的行走、抓取物體的動作，可以被用來排除現場的爆炸物。排爆機器人機械部分包含行走小車和機械手臂。

發明內容

本發明提出了一種排爆機器人控制系統，可分為小車的行走控制和機械手的運動控制兩部分，此機器人控制系統是開放式系統，實現了智能化和網絡化，遠程管理機房電腦可以顯示現場機器人手爪、目標物、障礙物。

本發明所采用的技術方案是。

所述排爆機器人控制系統采用基于Linux平臺的開放式構件庫，運算速度極快，可以達到微秒級。排爆機器人控制系統由三部分組成，即傳感器部分、機器人本體、操縱控制臺組成。傳感器部分包含寬接入多信息融合器。寬接入多信息融合由16位單片機、10位精度以上A/D，32路I/0組成，能融合多種傳感器信號;機器人本體包含嵌入式控制計算機和各關節伺服電機，能驅動各軸(帶補償)，分配各軸運動，處理和控制各種狀態量；操縱控制臺部分包含蘋果機、HP服務器、指令解碼器、圖像解碼器、頭盔操縱臺等。CCD攝像機和超聲波傳感器所獲得圖像信息通過圖像解碼器分別傳送至蘋果機和頭盔操縱臺。蘋果機使用圖像識別和分析技術獲得對象物體的形狀和位置信息，同時將信息顯示在計算機屏幕上。頭盔操縱臺利用人工雙目視覺原理再現現場目標和手爪的三維立體圖像，利用現場重現技術增加臨場感，借助人工視覺和遙操作來抓取物體。因此操縱控制臺功能是：C RT顯示目標物、障礙物等三維圖像;合成、解析各種圖象信息；人工智能(模式識別、路徑規劃、軌跡避碰等)；機器人手臂補間器生成與解析；自動運行控制。

所述機械手的運動控制是多級控制系統：位于最上層的AI級是人工智能層。它是利用CCD攝像機和超聲波傳感器獲得障礙物輪廓與距離以避開障礙物實現避碰，這就是“軌跡規劃”。

所述機械手的運動控制可分為姿態控制與手位置控制。腰、大臂、小臂的控制，是由主控計算機通過機械手運動學位移問題進行反向運動求解，得出腰、大臂、小臂的位置，然后給出各關節位置指令傳至上述關節的嵌入式系統控制計算機，完成帶有速度反饋環的位置控制。三個關節的運動速度由完成其位移所需最大時間來決定，從而避免機械手的蛇形運動。由于有觸覺傳感器，手爪的三個自由度的控制可以是自動控制，也可以是在圖像信號的指引下作精細的“柔軟控制”。抓取可疑爆炸物時，由于有觸覺傳感器，控制手爪夾持力約大于可疑爆炸物脫落重力，不至使可疑爆炸物脫落，也不至用力過大而夾壞可疑爆炸物，從而完成專家指定的動作。

本發明的有益效果是：該排爆機器人控制系統是開放系統，實現了機器人的智能化和網絡化功能。該設計的適用性很廣，只要將系統部分根據需要做一些適當的修改，就可以設計出適用其它功能機器人的控制系統，具有較高的參考價值。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的機械手多級運動控制系統。

圖2是本發明的自動控制原理圖。

圖3是本發明的通信方式圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，排爆機器人控制系統采用基于Linux平臺的開放式構件庫，運算速度極快，可以達到微秒級。排爆機器人控制系統由三部分組成，即傳感器部分、機器人本體、操縱控制臺組成。傳感器部分包含寬接入多信息融合器。寬接入多信息融合由16位單片機、10位精度以上A/D，32路I/0組成，能融合多種傳感器信號;機器人本體包含嵌入式控制計算機和各關節伺服電機，能驅動各軸(帶補償)，分配各軸運動，處理和控制各種狀態量；操縱控制臺部分包含蘋果機、HP服務器、指令解碼器、圖像解碼器、頭盔操縱臺等。CCD攝像機和超聲波傳感器所獲得圖像信息通過圖像解碼器分別傳送至蘋果機和頭盔操縱臺。蘋果機使用圖像識別和分析技術獲得對象物體的形狀和位置信息，同時將信息顯示在計算機屏幕上。頭盔操縱臺利用人工雙目視覺原理再現現場目標和手爪的三維立體圖像，利用現場重現技術增加臨場感，借助人工視覺和遙操作來抓取物體。因此操縱控制臺功能是：C RT顯示目標物、障礙物等三維圖像;合成、解析各種圖象信息；人工智能(模式識別、路徑規劃、軌跡避碰等)；機器人手臂補間器生成與解析；自動運行控制。