[發(fā)明專利]一種多關(guān)節(jié)智能工業(yè)機(jī)器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811459644.1
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109648544A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董紅祥
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽智訓(xùn)機(jī)器人技術(shù)有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/12;B25J9/16;B25J13/08;B25J17/00
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 蘇友娟

本發(fā)明提供了一種多關(guān)節(jié)智能工業(yè)機(jī)器人，包括具有多個執(zhí)行關(guān)節(jié)的機(jī)械主體，包括伺服驅(qū)動器、主控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)和同步模塊，每個執(zhí)行關(guān)節(jié)內(nèi)至少設(shè)置一個伺服電機(jī)，每個伺服電機(jī)由一個伺服驅(qū)動器控制，伺服驅(qū)動器包括FPGA控制器；同步模塊用于同步多個伺服驅(qū)動器之間的運(yùn)動指令。本發(fā)明通過一個伺服驅(qū)動器控制一個伺服電機(jī)，減少了伺服驅(qū)動器的工作量，該申請的機(jī)器人能控制精確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能制造領(lǐng)域，尤其涉及一種多關(guān)節(jié)智能工業(yè)機(jī)器人。

背景技術(shù)

智能工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。

隨著社會發(fā)展的需要和機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,人們對智能機(jī)器人的要求也越來越高。智能機(jī)器人所處的環(huán)境往往是未知的、難以預(yù)測的，在研究這類機(jī)器人的過程中，主要涉及到以下關(guān)鍵技術(shù) :

多傳感器信息融合技術(shù)是近年來十分熱門的研究課題，它與控制理論、信號處理、人工智能、概率和統(tǒng)計相結(jié)合, 為機(jī)器人在各種復(fù)雜、動態(tài)、不確定和未知的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)提供了1種技術(shù)解決途徑。機(jī)器人所用的傳感器有很多種，根據(jù)不同用途分為內(nèi)部測量傳感器和外部測量傳感器兩大類。內(nèi)部測量傳感器用來檢測機(jī)器人組成部件的內(nèi)部狀態(tài)，包括:特定位置、角度傳感器 ；任意位置、角度傳感器；速度、角度傳感器 ；加速度傳感器；傾斜角傳感器；方位角傳感器等。外部傳感器包括: 視覺(測量、認(rèn)識傳感器)、觸覺(接觸、壓覺、滑動覺傳感器)、力覺(力、力矩傳感器)、接近覺(接近覺、距離傳感器)以及角度傳感器(傾斜、方向、姿式傳感器)。多傳感器信息融合就是指綜合來自多個傳感器的感知數(shù)據(jù), 以產(chǎn)生更可靠、更準(zhǔn)確或更全面的信息。經(jīng)過融合的多傳感器系統(tǒng)能夠更加完善、精確地反映檢測對象的特性, 消除信息的不確定性，提高信息的可靠性。融合后的多傳感器信息具有以下特性：冗余性、互補(bǔ)性、實(shí)時性和低成本性。目前多傳感器信息融合方法主要有貝葉斯估計、Dempster-Shafer 理論、卡爾曼濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換等。

路徑規(guī)劃技術(shù)是機(jī)器人研究領(lǐng)域的1個重要分支。最優(yōu)路徑規(guī)劃就是依據(jù)某個或某些優(yōu)化準(zhǔn)則(如工作代價最小、行走路線最短、行走時間最短等),在機(jī)器人工作空間中找到1條從起始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)、可以避開障礙物的最優(yōu)路徑。

隨著工業(yè)化進(jìn)程不斷的發(fā)展，智能工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)，以多軸智能工業(yè)機(jī)器人更為常見，多軸智能工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)多，運(yùn)動靈活。目前國內(nèi)外的伺服系統(tǒng)大多數(shù)是一個伺服驅(qū)動器控制多個伺服電機(jī)，這種機(jī)器人的結(jié)構(gòu)簡便，系統(tǒng)簡單，但是一個伺服驅(qū)動器的功能有限，無法達(dá)到精確操作目的。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中一個伺服驅(qū)動器的功能有限，無法達(dá)到精確控制多個伺服電機(jī)的問題，本發(fā)明提供一種多關(guān)節(jié)智能工業(yè)機(jī)器人。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種多關(guān)節(jié)智能工業(yè)機(jī)器人，包括具有多個執(zhí)行關(guān)節(jié)的機(jī)械主體，包括伺服驅(qū)動器、主控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)和同步模塊，每個所述執(zhí)行關(guān)節(jié)內(nèi)至少設(shè)置一個所述伺服電機(jī)，每個所述伺服電機(jī)由一個所述伺服驅(qū)動器控制，所述伺服驅(qū)動器包括FPGA控制器；

所述主控制系統(tǒng)接收用戶指令，通過內(nèi)部的程序?qū)λ鲇脩糁噶钸M(jìn)行數(shù)據(jù)化的計算和轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述機(jī)械主體的運(yùn)行軌跡路徑，并且發(fā)出運(yùn)動指令；

所述伺服驅(qū)動器接收所述運(yùn)動指令，驅(qū)動所述伺服電機(jī)完成規(guī)定的軌跡任務(wù)，驅(qū)動所述機(jī)械主體到達(dá)目標(biāo)位置；

所述伺服電機(jī)用于驅(qū)動所述執(zhí)行關(guān)節(jié)；

所述同步模塊用于同步多個所述伺服驅(qū)動器之間的所述運(yùn)動指令。