[發明專利]機械臂控制系統和方法

在審

• 申請號: 201711285789.X
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN109895121A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 陶宗杰;張丹丹;魯異
• 申請（專利權）人: 泰科電子（上海）有限公司;泰連公司
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00;B25J13/08;B25J9/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 趙榮崗

本發明公開一種機械臂控制系統和方法。前述機械臂控制系統包括：位置標示件，在法蘭盤上設置有至少一個位置標示件；位置檢測器，用于實時地檢測位置標示件的位置信息；計算機，適于根據位置檢測器檢測到的位置信息實時地計算出位置標示件的位置數據；云端服務器，適于根據計算機計算出的位置數據、采用人工智能神經元網絡實時地計算出機械臂的各個關節的工作參數；和控制器，適于根據云端服務器計算出的工作參數實時地控制機械臂的各個關節，人工智能神經元網絡是自學習神經元網絡，其可根據輸入的位置數據進行運算并自動調整各個神經元之間的權重，以使機械臂控制系統的調節時間、穩態誤差和軌跡誤差最小，從而可提高控制精度。

技術領域

本發明涉及一種機械臂控制系統以及機械臂控制方法。

背景技術

在現有技術中，為了提高機械臂的工作精度，機械臂的各個臂部必須具有非常高的剛度，這樣，在工作時，機械臂的各個臂部才不會出現彈性變形誤差。為了保證臂部的剛性，必須使用特殊金屬，這會增加整個機械臂的重量和成本。

此外，為了保證機械臂的工作精度，機械臂的各個關節中的傳動齒輪的精度非常高，傳動齒輪之間的齒隙非常小。此外，還要求機械臂的其他部件也必須具有較高的精度，這都會導致成本上升。

對于傳統的剛性機械臂，通常采用具有固定的運動學參數的控制系統對其進行控制，但是，這種具有固定的結構參數的控制系統不適用于彈性機械臂，因為彈性機械臂存在較大的彈性變形誤差，其結構參數會不斷變化。

發明內容

本發明的目的旨在解決現有技術中存在的上述問題和缺陷的至少一個方面。

根據本發明的一個方面，提供一種機械臂控制系統，包括：位置標示件，在機械臂的用于安裝工具的法蘭盤上設置有至少一個所述位置標示件；位置檢測器，設置在所述機械臂的附近，用于實時地檢測所述位置標示件的位置信息；計算機，適于根據所述位置檢測器檢測到的位置信息實時地計算出所述位置標示件的位置數據；云端服務器，適于根據所述計算機計算出的位置數據、采用人工智能神經元網絡實時地計算出機械臂的各個關節的工作參數；和控制器，適于根據云端服務器計算出的工作參數實時地控制所述機械臂的各個關節，所述人工智能神經元網絡是自學習神經元網絡，其可根據輸入的所述位置數據進行運算并自動調整各個神經元之間的權重，以使所述機械臂控制系統的調節時間、穩態誤差和軌跡誤差最小。

根據本發明的一個實例性的實施例，所述位置標示件為視覺標記，所述位置檢測器為攝像機，所述位置信息為所述攝像機拍攝到所述視覺標記的圖像；所述計算機適于對所述攝像機拍攝到的圖像進行處理、以獲得所述位置標示件的位置數據。

根據本發明的另一個實例性的實施例，所述位置標示件為UWB發射器，所述位置檢測器為UWB接收器，所述位置信息為所述UWB接收器獲取的所述UWB發射器與所述UWB接收器之間的相對位置；所述計算機適于根據所述UWB發射器獲取的所述UWB發射器與所述UWB接收器之間的相對位置計算出所述位置標示件的位置數據。

根據本發明的另一個實例性的實施例，在所述機械臂的基部、每個臂部和每個關節上都設置有至少一個位置標示件。

根據本發明的另一個實例性的實施例，所述機械臂的至少一個臂部具有彈性，使得所述機械臂在受力時會出現彈性變形誤差。

根據本發明的另一個實例性的實施例，所述機械臂的精度低于當前剛性機械臂的行業設計標準。

根據本發明的另一個實例性的實施例，所述工作參數包括機械臂的各個關節中的驅動電機的轉角，轉速和加速度。

根據本發明的另一個方面，提供一種機械臂控制方法，包括如下步驟：

S100：提供權利要求所述的機械臂控制系統；