[發(fā)明專利]機(jī)械臂控制系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711285789.X
• 申請(qǐng)日: 2017-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109895121A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶宗杰;張丹丹;魯異
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泰科電子（上海）有限公司;泰連公司
• 主分類號(hào): B25J13/00
• 分類號(hào): B25J13/00;B25J13/08;B25J9/16
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 趙榮崗

1.一種機(jī)械臂控制系統(tǒng)，包括：

位置標(biāo)示件(210)，在機(jī)械臂(100)的用于安裝工具(150)的法蘭盤(140)上設(shè)置有至少一個(gè)所述位置標(biāo)示件(210)；

位置檢測(cè)器(220)，設(shè)置在所述機(jī)械臂(100)的附近，用于實(shí)時(shí)地檢測(cè)所述位置標(biāo)示件(210)的位置信息；

計(jì)算機(jī)(400)，適于根據(jù)所述位置檢測(cè)器(220)檢測(cè)到的位置信息實(shí)時(shí)地計(jì)算出所述位置標(biāo)示件(210)的位置數(shù)據(jù)；

云端服務(wù)器(500)，適于根據(jù)所述計(jì)算機(jī)(400)計(jì)算出的位置數(shù)據(jù)、采用人工智能神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地計(jì)算出機(jī)械臂(100)的各個(gè)關(guān)節(jié)(130)的工作參數(shù)；和

控制器(300)，適于根據(jù)云端服務(wù)器(500)計(jì)算出的工作參數(shù)實(shí)時(shí)地控制所述機(jī)械臂(100)的各個(gè)關(guān)節(jié)(130)，

其中，

所述人工智能神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)是自學(xué)習(xí)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，其可根據(jù)輸入的所述位置數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算并自動(dòng)調(diào)整各個(gè)神經(jīng)元(N)之間的權(quán)重(W)，以使所述機(jī)械臂控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差和軌跡誤差最小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述位置標(biāo)示件(210)為視覺(jué)標(biāo)記，所述位置檢測(cè)器(220)為攝像機(jī)，所述位置信息為所述攝像機(jī)拍攝到所述視覺(jué)標(biāo)記的圖像；

所述計(jì)算機(jī)(400)適于對(duì)所述攝像機(jī)拍攝到的圖像進(jìn)行處理、以獲得所述位置標(biāo)示件(210)的位置數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述位置標(biāo)示件(210)為UWB發(fā)射器，所述位置檢測(cè)器(220)為UWB接收器，所述位置信息為所述UWB接收器獲取的所述UWB發(fā)射器與所述UWB接收器之間的相對(duì)位置；

所述計(jì)算機(jī)(400)適于根據(jù)所述UWB發(fā)射器獲取的所述UWB發(fā)射器與所述UWB接收器之間的相對(duì)位置計(jì)算出所述位置標(biāo)示件(210)的位置數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂控制系統(tǒng)，其特征在于：

在所述機(jī)械臂(100)的基部(110)、每個(gè)臂部(120)和每個(gè)關(guān)節(jié)(130)上都設(shè)置有至少一個(gè)位置標(biāo)示件(210)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述機(jī)械臂(100)的至少一個(gè)臂部(120)具有彈性，使得所述機(jī)械臂(100)在受力時(shí)會(huì)出現(xiàn)彈性變形誤差。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂控制系統(tǒng)，其特征在于：所述機(jī)械臂(100)的精度低于當(dāng)前剛性機(jī)械臂的行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂控制系統(tǒng)，其特征在于：所述工作參數(shù)包括機(jī)械臂(100)的各個(gè)關(guān)節(jié)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)速和加速度。

8.一種機(jī)械臂控制方法，包括如下步驟：

S100：提供權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂控制系統(tǒng)；

S200：采用人工示教的方法控制所述機(jī)械臂(100)的工具中心點(diǎn)(TCP)分別沿多個(gè)不同的軌跡(LAB1、LAB2)從第一點(diǎn)(A)移動(dòng)到第二點(diǎn)(B)，并計(jì)算出位置標(biāo)示件(210)在第一點(diǎn)(A)和第二點(diǎn)(B)的位置數(shù)據(jù)；

S300：將計(jì)算出的位置數(shù)據(jù)輸入到云端服務(wù)器(500)的人工智能神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中，所述人工智能神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)根據(jù)輸入的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算并自動(dòng)調(diào)整各個(gè)神經(jīng)元(N)之間的權(quán)重(W)，以使所述機(jī)械臂控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差和軌跡誤差最小。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括步驟：

S400：采用人工示教的方法控制所述機(jī)械臂(100)的工具中心點(diǎn)(TCP)分別沿多個(gè)不同的軌跡(LBC1、LBC2)從第二點(diǎn)(B)移動(dòng)到第三點(diǎn)(C)，并計(jì)算出位置標(biāo)示件(210)在第二點(diǎn)(B)和第三點(diǎn)(C)的位置數(shù)據(jù)；

S500：將計(jì)算出的位置數(shù)據(jù)輸入到云端服務(wù)器(500)的人工智能神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中，所述人工智能神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)根據(jù)輸入的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算并自動(dòng)調(diào)整各個(gè)神經(jīng)元(N)之間的權(quán)重(W)，以使所述機(jī)械臂控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差和軌跡誤差最小。