[發明專利]一種位置約束的多移動機械臂協同運輸控制系統

在審

• 申請號: 202011117421.4
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112123339A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 尤波;劉思遠;張天勇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種位置約束的多移動機械臂協同運輸控制系統，包括：上位機監控組態軟件(MRCC)、運輸平臺和多移動機械臂，上位機監控組態軟件包括調試模式和自動模式；多移動機械臂可以通過接收上位機監控組態軟件發送的控制參數實現對各移動機械臂當前運動狀態的改變，也可以通過放置在運輸平臺中心處的激光雷達獲取多移動機械臂的實時位姿信息作出決策，控制多移動機械臂的運動情況，根據多移動機械臂的協同控制算法使多移動機械臂協同抓取物體并執行運輸任務。本發明提供的一種位置約束的多移動機械臂協同運輸控制系統，將放置在機械臂和運輸平臺之間使用力傳感器進行力約束的傳統控制問題轉化為使用放置在運輸平臺四個角上的柔性抓取點充當位置傳感器的位置約束問題，既拓寬了機械臂的工作范圍又提高了工作的效率，同時滿足了多移動機械臂之間的通訊拓撲結構，組成網絡化的多移動機械臂系統，為多移動機械臂協同運輸控制的研究提供了良好的實驗平臺。

技術領域

本發明涉及多移動機械臂控制技術領域，具體涉及一種位置約束的多移動機械臂協同運輸控制系統。

背景技術

目前，在工作任務日益復雜，工作精度要求日益提高的情況下，單個固定基座機械臂已經不能滿足部分工作任務的要求，移動機械臂擴展了固定基座機械臂的操作空間，提升了機械臂系統的工作能力和整體靈活性。多移動機械臂同步操作系統結合了移動機械臂的靈活性和多固定基座機械臂系統的高效性，并且多移動機械臂協同作業可以應用在很多場合，如人員的急救工作，高危工作的執行，工業自動化過程，重物搬運等。

然而，在現有的多移動機械臂協同運輸系統中，通常使用放置在移動機械臂抓取點上的力矩傳感器來獲得對物體施加的力，從而實現協同運輸任務，但使用力矩傳感器還會存在價格昂貴、維護困難、測量精度有限等缺點，這會使得機器人系統的結構變得復雜。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種位置約束的多移動機械臂協同運輸控制系統。

本發明提供的一種位置約束的多移動機械臂協同運輸控制系統，包括：

(1)上位機監控組態軟件包括調試模式和自動模式；

(2)調試模式，包括移動機械臂的的參數配置和參數顯示界面，用于向多移動機械臂發送指令，改變多移動機械臂的位姿，并實時接收和顯示多移動機械臂的位姿信息；

(3)自動模式，用于顯示運輸平臺質心與各移動機械臂質心之間的相對距離和相對角度的姿態信息，并顯示運輸平臺上各位置傳感器的相對位置偏差，同時將所有顯示信息存儲起來以備將來使用；

進一步地，所述多移動機械臂中的移動機械臂數量不限，每個移動平臺上裝有一個6自由度機械臂，每個移動機械臂包括控制單元、供電單元、執行器單元、通信單元。

所述控制單元，用于通過無線網絡接收并處理來自上位機監控組態軟件發送的指令和激光雷達檢測到的各移動機械臂位姿信息，從而控制多移動機械臂的位姿，并把處理得到的狀態信息發送到無線網絡；

所述供電單元，用于將電壓轉化成可供多移動機械臂各個單元使用的電壓；

所述執行器單元，用于接收來自控制單元的指令，從而改變多移動機械臂的運動狀態；

所述通信單元，用于構建多移動機械臂之間以及上位機監控組態軟件和多移動機械臂之間的無線網絡，并通過無線網絡實現相互之間數據信息的傳輸；

所述多移動機械臂通過接收上位機監控組態軟件傳輸的指令以及通過放置在運輸平臺中心處的激光雷達掃描周圍環境信息獲取各移動機械臂的位姿信息，通過多移動機械臂之間的協同控制算法控制多移動機械臂對物體進行抓取以及協同運行。

更進一步地，供電單元包括12V鋰電池和電壓轉換電路；所述12V鋰電池用于給執行器單元和電壓轉換電路供電；所述電壓轉換電路用于將電壓轉化成可供控制單元、通信單元和執行器單元使用的電壓。