[發明專利]一種送餐機器人的自動放餐裝置及控制系統

有效

• 申請號: 201710569079.3
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107214704B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 張濤;郭璁;阮進;蔡陽春;鄧卓;王遠志;劉明
• 申請（專利權）人: 深圳市普渡科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 深圳市恒和大知識產權代理有限公司 44479
• 代理人: 鄧燕

1.一種送餐機器人的控制方法，采用自動放餐裝置，所述自動放餐裝置基于送餐機器人的硬件平臺，包括RGBD相機構成的深度視覺識別系統、以及機械臂和末端執行器構成的放餐執行機構；為了避免水霧及油霧的影響，所述RGBD相機采用防水結構，實時感知目標環境信息并回傳給送餐機器人的中央處理單元；所述機械臂采用具有力矩傳感器的電機驅動，具有多個自由度；所述末端執行器采用基于力反饋的欠驅動實現柔性自適應抓取；所述方法包括采用RGBD相機構成的深度視覺識別系統獲取桌面上放餐區域的大小及空間坐標、規劃機械臂與末端執行器的運動：所述深度視覺識別系統經過離線標定及雙目校正后在獲取放餐區域的大小及空間坐標過程中,為了提高圖像采集的真實度，將采集到的圖像信息先經過濾波除噪，圖像增強預處理，之后經過邊緣提取，圖像匹配對放餐區域以及放餐區域周圍環境進行分析；所述規劃機械臂與末端執行器的運動，采用基于PID算法的反饋回路控制方法控制機械臂逼近放餐區域，采用非線性智能控制方法控制末端執行器實現靈活的放餐操作，以及為了確保放餐的平穩性，在放餐過程中采用自適應阻抗匹配；其特征在于，所述方法通過以下步驟實現：

(1)所述送餐機器人到達顧客就餐位置，通過RGBD相機構成的深度視覺識別系統識別放餐區域位置并調整機器人位姿，確保放餐區域進入放餐執行機構的工作空間；

(2)所述送餐機器人利用RGBD相機構成的深度視覺識別系統采集放餐區域信息，包括放餐區域餐盤占用信息，放餐區域空間大小信息，放餐區域坐標信息，為了節省計算資源，建立空間坐標系，計算放餐區域的空間坐標，并實時微調送餐機器人位姿，使機器人的放餐執行機構能夠以最優的方式放餐；

(3)根據所述送餐機器人獲取的放餐區域的空間坐標、機器人自身機械臂以及末端執行器的相對位姿，在送到目標位置點的過程中，通過機器人的中央處理單元計算機器人末端執行器最優的餐盤抓取姿態以及機械臂的各個關節在連續時間內的旋轉角度；

(4)所述送餐機器人機械臂移動到達放餐區域位置，通過控制基于力反饋的欠驅動柔性自適應的末端執行器實現放餐，放餐成功后將信息反饋給送餐機器人；

(5)收回放餐執行機構到初始位姿，自動放餐過程結束，機器人自主移動離開當前餐桌，恢復待命狀態。

2.如權利要求1所述的送餐機器人的控制方法，其特征在于：在所述送餐機器人取餐后直至把餐盤送到放餐區域的過程中，通過RGBD相機構成的深度視覺識別系統實時反饋放餐執行機構的位姿，通過力矩傳感器實時反饋力矩信息，機器人的中央處理單元實時優化運動路徑，確保機器人的機械臂各關節的力矩在范圍內、確保機械臂各關節電機旋轉角度最優、確保餐盤姿態穩定。

3.如權利要求1所述的送餐機器人的控制方法，其特征在于：所述放餐執行機構具備自鎖功能，當在放餐過程中所述送餐機器人出現故障時，放餐執行機構自鎖，確保斷電之后餐盤穩定不脫離末端執行器。