[發明專利]一種物聯網機械手臂協同作業系統及方法

在審

• 申請號: 202010530385.8
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111702760A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 海克洪;王迎曙
• 申請（專利權）人: 湖北美和易思教育科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 李季

本發明公開了一種物聯網機械手臂協同作業系統及方法，所述系統包括：中心處理器及分別與所述中心處理器通信連接的圖像采集模塊、通信處理模塊、設備控制模塊；所述設備控制模塊與故障檢測模塊及多個機械手臂通信連接；所述通信處理模塊與云端服務器通信連接，所述云端服務器包括圖像處理模塊、任務分配模塊、作業管理模塊；所述中心處理器從圖像采集模塊獲取上游待分揀工件圖像信息并上傳至云端服務器，從云端服務器獲取個機械手臂的作業清單，將作業清單發送至設備控制模塊；所述設備控制模塊根據各個機械手臂的作業清單控制各個機械手協同作業完成工件分揀。本發明能有效應對機械手臂故障情況，實時調整各自的作業清單完成協同分揀。

技術領域

本發明涉及工件分揀技術領域，尤其涉及一種物聯網機械手臂協同作業系統及方法。

背景技術

多機器人協同作業已成為現代工業發展的趨勢，在多個機器人的工件分揀作業中，多個機器人各自獨立完成自己的作業任務，相互之間沒有通信，當有機器人發生故障時，只能等待故障機器人檢修或者增加其他空閑機器人參與分揀工作，其他機器人無法有效分擔工作，無法實現故障情況下的協同作業，效率低下。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種物聯網機械手臂協同作業系統及方法，用于解決現有工件分揀系統中當有機械手臂發生故障時，其他機械手臂無法快速反應、分擔作業任務的問題。

本發明第一方面，提供一種物聯網機械手臂協同作業系統，所述系統包括：中心處理器及分別與所述中心處理器通信連接的圖像采集模塊、通信處理模塊、設備控制模塊；所述設備控制模塊與故障檢測模塊及多個機械手臂通信連接；所述通信處理模塊與云端服務器通信連接，所述云端服務器包括圖像處理模塊、任務分配模塊、作業管理模塊；

所述圖像采集模塊用于采集傳送帶上游待分揀工件圖像信息；

所述圖像處理模塊用于根據獲取的待分揀工件圖像信息提取待分揀工件的種類、數量和初始位姿，將提取結果發送至任務分配模塊；

所述任務分配模塊用于根據待分揀工件種類、參與作業的機械手臂個數進行任務分配，當有機械手臂發生故障時，確定故障機械手臂對應的工件類別，進行任務重新分配；將任務分配結果發送至作業管理模塊；

所述作業管理模塊用于根據待分揀工件種類確定對應的機械手臂編號，根據圖像采集時間、工件初始位姿、傳送帶傳送速度、各機械手臂的位置預測各工件到達對應機械手臂工作區域的時間及位姿，為各個機械手臂生成作業清單；根據各機械手臂的作業清單管理作業流程，當檢測到機械手臂發生故障或上游待分揀工件圖像信息更新時，更新各機械手臂的作業清單；

所述故障檢測模塊用于實時監測各個機械手臂的工作狀態，當檢測到機械手臂發生故障時，向云端服務器報告故障信息并發送故障機械手臂編號；

所述中心處理器用于從圖像采集模塊獲取上游待分揀工件圖像信息并上傳至云端服務器，從云端服務器獲取個機械手臂的作業清單，將作業清單發送至設備控制模塊；所述設備控制模塊用于根據各個機械手臂的作業清單控制各個機械手協同作業完成工件分揀。

優選的，所述圖像處理模塊具體包括：

預處理單元：對采集到待分揀工件圖像進行高斯平滑去除噪，使用Sobel邊緣算子進行邊緣輪廓提取，并對處理后的圖像進行二值化處理；采用連通區域標識方法將各個工件圖像分割出來；

模板匹配單元：利用hausdroff距離對分割后的工件圖像進行模板匹配，確認圖像中待分揀工件類別和每類的數量；

質心提取單元：通過圖像的中心矩計算出工件的質心坐標，將質心坐標變換為工件實際坐標，將變換得到的工件實際坐標作為工件起始位置；

姿態計算單元：根據工件邊緣輪廓信息計算工件繞質心坐標的旋轉角度，得到工件姿態信息。

優選的，所述任務分配模塊具體包括：