[發明專利]一種可重構模塊化機器人系統

在審

• 申請號: 202010434108.7
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111515940A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 盧佳佳;毛芳芳;李梅;石磊
• 申請（專利權）人: 阜陽職業技術學院
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/22;B25J9/16
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明涉及一種可重構模塊化機器人系統，特別涉及程序控制機械手領域。包括：控制器、人機界面、示教器和傳感器；所述人機界面分別與所述控制器、所述示教器和所述傳感器連接，所述人機界面用于接收用戶操作信息，所述示教器用于接收示教操作信息并發送到所述人機界面，所述傳感器用于采集處理信號并生成傳感器反饋信息發送到所述人機界面；所述控制器包括任務調度模塊、設計功能模塊和運動功能模塊，所述人機界面用于將所述用戶操作信息、所述示教操作信息和所述傳感器反饋信息發送到所述任務調度模塊并生成任務調度信息。本方案解決了如何對重構的模塊化機器人進行控制的技術問題，適用于重構的模塊化機器人控制。

技術領域

本發明涉及程序控制機械手領域，特別涉及一種可重構模塊化機器人系統。

背景技術

隨著科學水平的日益發展，機器人技術已逐漸滲透至人們生活的方方面面，而研發愈發智能的機器人，豐富其能實現的功能，拓寬其應用的范圍領域，將成為人類今后一段時間的研究方向。但目前面臨的問題是每一臺機器人的機械結構在出廠時都是設計好的，不能隨意變動，在工業生產高度柔性化的今天，這一先天條件就限制了其所能完成的任務。在這種情況下，研發一種可以根據外界因素更改自身條件的機器人系統就是趨勢所在，可重構模塊化機器人，作為可以根據任務的不同需求，改變本身動力學參數，有效適應于現有工作環境的高級機器人系統，便由此應運而生。

可重構模塊化機器人(Reconfigurable Modular Robot)由一些不同尺寸和性能的連桿和關節的基本模塊組成。模塊自身具有連接性和互換性，可以通過模塊間的連接或分離改變機器人的整體構型，豐富其運動形式。根據不同工作環境下的任務需求重構為構型各異的機器人系統，極大地豐富了可重構機器人的適用范圍。此外，采用模塊化設計方法，降低了生產制造的成本，突發故障時可以通過更換故障模塊迅速恢復工作，使機器人的維護和保養極為方便。因此，可重構模塊化機器人在工業機器人應用領域具有良好的應用前景，成為機器人研究的一個熱門領域。

可重構模塊化機器人在結構變化前后運動學和動力學參數發生了改變，造成被控對象的數學模型需要根據構型的不同而重新生成。對于依賴動力學模型的控制器，模型的變化意味著對控制率的參數自適應能力提出了要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何對重構的模塊化機器人進行控制。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種可重構模塊化機器人系統，包括：控制器、人機界面、示教器和傳感器；

所述人機界面分別與所述控制器、所述示教器和所述傳感器連接，所述人機界面用于接收用戶操作信息，所述示教器用于接收示教操作信息并發送到所述人機界面，所述傳感器用于采集處理信號并生成傳感器反饋信息發送到所述人機界面；所述控制器包括任務調度模塊、設計功能模塊和運動功能模塊，所述人機界面用于將所述用戶操作信息、所述示教操作信息和所述傳感器反饋信息發送到所述任務調度模塊并生成任務調度信息，所述設計功能模塊用于接收所述任務調度信息并生成構型設計信息，所述運動功能模塊用于接收所述構型設計信息和所述任務調度信息生成伺服控制信息并發送到模塊化機器人，所述模塊化機器人用于根據所述伺服控制信息運行。

本發明的有益效果是：本方案中將示教器和傳感器與人機界面連接后，用戶通過人機界面接收或發送示教操作信息和傳感器反饋信息到任務調度模塊，同時還能通過人機界面發送用戶操作信息到任務調度模塊，經任務調度模塊進行調度，然后進行構型設計或者運動規劃及控制；再經過設計功能模塊和運動功能模塊對模塊化機器人進行運動學分析和動力學分析生成伺服控制信息達到對模塊化機器人進行控制的目的，由于本方案中的伺服控制信息是經過設計功能模塊和運動功能模塊進行運動學分析和動力分析生成的，因此即使模塊化機器人經過重構，生成的伺服控制信息也能的模塊化機器人進行控制，從而解決了如何對重構的模塊化機器人進行控制的技術問題。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述控制器為PC控制器。