[發(fā)明專利]DDPG多目標(biāo)遺傳自優(yōu)化三軸delta機(jī)器平臺(tái)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011228123.2
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN112388636B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃文愷;徐澤峰;何梓健;盧普偉;楊立麒;李澤軒
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J9/00;G06N3/12
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 林梅繁

本發(fā)明涉及DDPG多目標(biāo)遺傳自優(yōu)化三軸delta機(jī)器平臺(tái)，主要包括：控制電腦、控制單片機(jī)、直線電機(jī)主動(dòng)部分、直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)器人框架、從動(dòng)平臺(tái)以及加速度傳感器；控制單片機(jī)分別與控制電腦、從動(dòng)平臺(tái)、加速度傳感器連接；從動(dòng)平臺(tái)分別與直線電機(jī)主動(dòng)部分、加速度傳感器連接；直線電機(jī)主動(dòng)部分、從動(dòng)平臺(tái)以及加速度傳感器均設(shè)置于直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)器人框架內(nèi)。本發(fā)明通過加速度傳感器測量不同參數(shù)下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)器人框架振動(dòng)數(shù)據(jù)，引用DDPG算法和多目標(biāo)遺傳算法，獲取最大化減少并聯(lián)機(jī)器平臺(tái)振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)最優(yōu)解，進(jìn)而控制并聯(lián)機(jī)器平臺(tái)的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及DDPG(Deep Deterministic PolicyGradient)多目標(biāo)遺傳自優(yōu)化三軸delta機(jī)器平臺(tái)與方法。

背景技術(shù)

雖然現(xiàn)有的機(jī)械平臺(tái)的形式多種多樣，但是delta平臺(tái)憑借自身經(jīng)濟(jì)適用的優(yōu)點(diǎn)，依然在機(jī)器人行業(yè)中處于優(yōu)勢地位。但是隨著工業(yè)精度要求的提高，現(xiàn)有的delta平臺(tái)的精度與速度漸漸難以滿足日常的工業(yè)需求，例如：簡單手術(shù)機(jī)器人，分揀簡單食品設(shè)備，分揀活體動(dòng)物海鮮工業(yè)線，分揀易碎工藝品線等等，面對這些高精度高風(fēng)險(xiǎn)的工作情況，只能依賴于普通的人工方式，人工作業(yè)不僅產(chǎn)品周期線會(huì)大大增長，同時(shí)也會(huì)存在一些不可控的人為風(fēng)險(xiǎn)，無形之中增加了很多不必要的成本。

現(xiàn)有的常規(guī)并聯(lián)機(jī)器人是用舵機(jī)來提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力臂從而完成一系列的運(yùn)動(dòng)，隨著人們對并聯(lián)機(jī)器人的速度、精度和承載能力等指標(biāo)要求的提高，舵機(jī)已經(jīng)不能滿足這些需求。因此，由直線電機(jī)提供動(dòng)力的并聯(lián)機(jī)器人逐漸進(jìn)入人們的視野。由直線電機(jī)提供動(dòng)力的并聯(lián)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)的過程中，直線電機(jī)提供了強(qiáng)大的動(dòng)力，使得動(dòng)平臺(tái)能夠高速地完成門形狀拾取并放置運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)門形狀拾取并放置運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)平臺(tái)的高速運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致與之相連的結(jié)構(gòu)框架不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不利于并聯(lián)機(jī)器人中的相機(jī)固定，同時(shí)也會(huì)降低完成拾取和放置等運(yùn)動(dòng)的精度。

因此，需要尋找一種有助于直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)平臺(tái)與結(jié)構(gòu)框架的設(shè)計(jì)優(yōu)化和智能減振的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供DDPG多目標(biāo)遺傳自優(yōu)化三軸delta機(jī)器平臺(tái)與方法，通過加速度傳感器測量不同參數(shù)下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)器人框架振動(dòng)數(shù)據(jù)，引用DDPG算法和多目標(biāo)遺傳算法，獲取最大化減少并聯(lián)機(jī)器平臺(tái)振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)最優(yōu)解，進(jìn)而控制并聯(lián)機(jī)器平臺(tái)的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：DDPG多目標(biāo)遺傳自優(yōu)化三軸delta機(jī)器平臺(tái)，主要包括：控制電腦、控制單片機(jī)、直線電機(jī)主動(dòng)部分、直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)器人框架、從動(dòng)平臺(tái)以及加速度傳感器；控制單片機(jī)分別與控制電腦、從動(dòng)平臺(tái)、加速度傳感器連接；從動(dòng)平臺(tái)分別與直線電機(jī)主動(dòng)部分、加速度傳感器連接；直線電機(jī)主動(dòng)部分、從動(dòng)平臺(tái)以及加速度傳感器均設(shè)置于直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)器人框架內(nèi)。

本發(fā)明方法采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：DDPG多目標(biāo)遺傳自優(yōu)化三軸delta機(jī)器方法，包括以下步驟：

S1、獲取直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)器人框架支柱上的加速度傳感器數(shù)據(jù)以及從動(dòng)平臺(tái)上的加速度傳感器數(shù)據(jù)并傳給控制單片機(jī)，控制單片機(jī)再發(fā)送給電腦，將兩者數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，利用深度確定性策略梯度DDPG，以從動(dòng)平臺(tái)的加速度與速度作為輸入集合，直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)器人框架的振動(dòng)加速度與頻率作為輸出集合，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合獲取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

S2、引入多目標(biāo)遺傳算法，將運(yùn)動(dòng)參數(shù)通過控制電腦對直線電機(jī)主動(dòng)部分進(jìn)行控制，獲取直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)器人框架的振動(dòng)幅度與頻率。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明通過加速度傳感器測量不同參數(shù)下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)器人框架振動(dòng)數(shù)據(jù)，引用DDPG算法和多目標(biāo)遺傳算法，獲取最大化減少并聯(lián)機(jī)器平臺(tái)振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)最優(yōu)解，進(jìn)而控制并聯(lián)機(jī)器平臺(tái)的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。