[发明专利]一种多自由度并联抓取机器人控制系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种多自由度并联抓取机器人控制系统及其控制方法，主要由上位机、信息采集模块、机械手模块、视觉识别模块四部分组成，上位机分别与各个模块连接，根据信息采集模块和视觉识别模块得到的模型信息，向机械手运动控制器发送命令信号，运动控制器经过解析所得信号，进而完成对模型的精确抓取。本发明采用解析所得模型信息、利用机械手运动控制器完成对机械手行为的控制，完成对模型的抓取，可以简单有效地控制机械手的运动。

技术领域

本发明涉及一种多自由度并联抓取机器人控制系统及其控制方法，属于控制技术，主要应用于控制机械手进行模型回收。

背景技术

随着机械领域技术的发展、自动化生产水平的提高，应用机械手自动执行相应任务的情况越来越多，机械手作为一种模拟人手操作的自动机械。它可按固定程序抓取﹑搬运物件或操持工具完成某些特定操作。应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化。研究机械手的控制技术，其中不可缺少的就是传感器在机械手上的应用。机械手通过感知器的内部传感器检测本身的状态，如位置、速度、加速度等，实现本身与环境信息(距离、温度、力等)的交互，环境信息则由外部传感器检测，接着，控制器选择相应的环境模式指挥机械手完成任务。传感器为机械手的动作提供了反馈信息。传感器就是利用传感器把被测物件的变化量测定出来，反馈给控制设备修正。传感器是实现自动控制、自动调节的关键环节，所以其水平高低在很大程度上影响和决定着系统功能。

由此可见传感检测部分就如同机械手的感觉器官，没有它，机械手无法实现准确定位、动作，整个系统将陷入瘫痪。而先进的传感检测系统能够快速、准确地捕捉信息，不失真地进行信号的检测、转换，并且能够经受环境的考验，其精确度不随温度、湿度、光照、辐射等极端因素的影响。这是系统进行信号处理、控制决策的前提。由此可见，传感器是机械手系统的重要组成部分，直接决定于机械手的灵敏性、准确性和稳定性。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种多自由度并联抓取机器人控制系统及其控制方法。

本发明的目的是这样实现的：机器人包括移动平台、升降装置、并联机械手，包括上位机、信息采集模块、机械手模块、视觉识别模块，上位机分别与信息采集模块、机械手模块、视觉识别模块连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.信息采集模块包括分别与上位机相连的倾角传感器、绝对值编码器、位移传感器、超声波传感器，倾角传感器位于并联机械手上；绝对值编码器位于并联机械手的旋转短轴处以及并联机械手的旋转关节处；位移传感器和绝对值编码器分别位于升降装置及升降装置的电动推杆驱动电机处；超声波传感器位于并联机械手的前端处；

机械手模块包括设置在并联机械手的手爪处的三维力传感器和指尖力传感器；

视觉识别模块包括双目摄像头、视觉传感器，双目摄像头位于移动平台处；视觉传感器位于并联机械手的手爪侧面。

2.控制方法步骤如下：

步骤1、根据双目摄像头所得图像信息对处于各个不同位置的模型进行归类，根据信息驱动升降装置移动到相应的位置，上位机接收到各个传感器测试到的各类数据并根据数据使机器人移动到指定位置后，通过视觉传感器采集模型图像信息；

步骤2、模型图像信息由位于机器人手爪侧面的视觉传感器采集，采集的数据经由上位机分析，得到目标抓取模型的具体位置信息，向机器人的运动控制器发送命令，控制并联机械手的手爪接近待抓取模型目标，定位准确后，向机器人的运动控制器发送抓取命令，根据三维力传感器、指尖力传感器反馈的信息，完成目标模型的抓取。