[发明专利]一种可移动式三维检测机器人系统

说明书

本发明公开了一种可移动式三维检测机器人系统，该系统包括路径规划子系统、可移动三维检测机器人子系统、检测数据采集与分析子系统。路径规划子系统，用于生成检测全过程平台路径指令和机械臂末端路径指令；可移动三维检测机器人子系统包括全向智能移动平台、机械臂模块、三维检测模块，全向智能移动平台和机械臂模块相互配合，按照各自预设的路径指令移动，控制三维检测模块对准被测视点，进行三维检测，将检测结果发送至检测数据采集与分析子系统；检测数据采集与分析子系统，根据检测结果对被测部位表面的形貌误差和位置误差进行分析，并将分析结果可视化显示。本发明使得整个检测过程自动可控，提高了三维检测效率。

技术领域

本发明涉及针对大型结构的可移动式三维检测机器人系统，本发明属于工业机器人应用领域。

背景技术

高端装备的大型化，采用传统固定装备检测产品会带来一系列问题。随着大型航天器、大型客机、大型机车、船舶等高端装备尺寸的不断增加，精度不断提高。大型固定式检测装备无论在行程、功能上都难以满足这些装备的检测需求，因此需要形成以移动检测装备为主，集成化、协同化控制的柔性智能检测系统，形成一种新的三维检测模式。

基于此，机器人制造技术得到了快速发展。现有的机器人制造系统，例如《一种工业机器人作业方法》CN201310680291.9只说明了通用工业机器人的作业流程，与移动机器人相比，由于运动行程上不同，作业流程也不同，且没有明确制造系统的组成。《一种大型结构的三维动态在线测量装置及其测量方法》CN201710257168.4只描述了针对大型结构三维检测的基本原理及图形采集处理过程，并没有结合机械臂，说明检测设备的移动方式、控制策略，自动化、智能化程度较低。《一种大型自由曲面的喷涂机器人站位规划方法》CN201410545718.9介绍了一种位于导轨上的机械臂喷涂过程的站位规划与机械臂轨迹规划方法，喷涂对象是大型曲面，工作流程有所不同。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种可移动式三维检测机器人系统，用于解决大型结构的三维检测任务，通过该系统能够实现检测过程的规划与仿真，并对检测数据进行采集与处理。

本发明的技术解决方案是：一种可移动式三维检测机器人系统，该系统包括路径规划子系统、可移动三维检测机器人子系统、检测数据采集与分析子系统，其中：

可移动三维检测机器人子系统，包括全向智能移动平台、机械臂模块、三维检测模块，三维检测模块安装在机械臂的末端，用作机械臂末端执行器，机械臂模块安装在全向智能移动平台上，全向智能移动平台和机械臂模块相互配合，按照各自预设的路径指令，沿指定的路径移动，控制三维检测模块对准被测视点，进行三维检测，将检测结果发送至检测数据采集与分析子系统；

检测数据采集与分析子系统，根据检测结果对被测部位表面的形貌误差和位置误差进行分析，并将分析结果可视化显示；

路径规划子系统，基于待检测物体的三维模型，根据每个待检测部位在待检测物体本体坐标系中的位置、三维检测设备最佳拍摄距离，确定检测视点在被测物本体坐标系下的坐标及其视场检测方向，并据此生成检测全过程平台路径指令和机械臂末端路径指令。

全向智能移动平台，用于实现可移动式三维检测机器人在工作场地内超过机械臂模块运动行程外的移动，具体为：按照预设的平台路径指令，沿指定路径移动，当到达各目标站位点时自动暂停，发送启动指令给机械臂；

机械臂模块，接收启动指令之后，按照预设的机械臂路径指令移动其末端到可及范围内的待检测部位表面第一个检测视点，控制机械臂末端将三维检测模块对准该检测视点，之后，向三维检测模块发出测量指令；