[发明专利]电极姿态控制自动化水流机器人的方法及控制系统

权利要求书

1.一种电极姿态控制自动化水流机器人的方法，其特征在于，包括：

推动步骤：将成对的水管分布在水槽中的电极两侧，通过调节进水处的水流流速来调整对电极的侧向推力；

引导步骤：在电极正下方设置一根水管，靠进水来疏导电极纵向的姿态。

2.根据权利要求1所述的电极姿态控制自动化水流机器人的方法，其特征在于，所述推动步骤针对电极倾斜、扭曲和振动的情形，流速控制根据基于相机的视觉反馈进行闭环实时控制，当电极向一方倾斜时就加大对侧的水流流速，当电极在振动时就减弱两侧流速来稳定电极附近的流场。

3.根据权利要求1所述的电极姿态控制自动化水流机器人的方法，其特征在于，所述引导步骤针对电极头部下沉和前端后仰的情形，当检测到上述情形时会反馈到水流上，通过增大水流来进行疏导。

4.根据权利要求1所述的电极姿态控制自动化水流机器人的方法，其特征在于，所述水槽设置水管即入水口的同时也设置排水口，将排水口设置在沿电极方向的对侧，排水口抽水流速等于所有入水口进水流速的实时求和；具体操作包括：

1)向水槽中加水至水位线，将电极置入水槽中；

2)启动相机，调节相机支架使电极位于相机视野中居中位置；

3)调节上光源和下光源强度，在保证电极表面反光不严重的前提下使相机明亮；

4)启动所有注射器，根据视觉模块检测到的电极当前姿态和目标姿态之间的差距调节各进出水口流速，在任意时刻，出水口的抽水流速要始终等于所有进水口的注水流速；

5)在达到目标位置后，将所有流速降低，至电极达到稳定状态，等待进行下一步装配操作。

5.根据权利要求4所述的电极姿态控制自动化水流机器人的方法，其特征在于，所述入水口的数量至少为三个，即一对推动入水口和一个引导入水口；所述推动入水口的数量能够成对增加。

6.根据权利要求4所述的电极姿态控制自动化水流机器人的方法，其特征在于，所述入水口在液面下的深度以及到电极的距离和到电极头部的横向距离均能够调整，当系统的装配对象发生改变时能通过调整深度和距离对控制效果进行优化。

7.根据权利要求4所述的电极姿态控制自动化水流机器人的方法，其特征在于，所述当装配对象较重或者需要使其略高于水面时，调整入水口向上翘，以产生向上的推力。

8.根据权利要求4所述的电极姿态控制自动化水流机器人的方法，其特征在于，对于与其他液体接触不会被污染或者损坏的装配对象，考虑引入第二种液体以不同高度的入水口进行进水，形成稳定的层流。

9.根据权利要求4所述的电极姿态控制自动化水流机器人的方法，其特征在于，当装配任务中需要调节装配对象高度时，通过控制进出水水量差实现液面高度调节，是否需要视情况而定。

10.一种电极姿态控制自动化水流机器人的控制系统，基于权利要求1-9任意一项所述的电极姿态控制自动化水流机器人的方法，其特征在于，包括：

视觉模块：包括相机、相机支架、上光源、下光源以及光源控制器；

水槽模块：包括水槽、水槽支架、多根穿过水槽的水管、电极、电极基板以及多个连接电脑的数控注射器，根据电极的姿态实时调整各水管的出水流速；

所述电极末端固定在电极基板上，电极基板在操作时放置在尺寸匹配的水槽的凹槽中，水槽和注射器通过水管连接，水管的出水口流速由注射器控制；

所述相机安装在相机支架上，所述上光源安装在相机上，所述水槽置于水槽支架上且位于上光源与下光源之间，所述数控注射器连接于各水管。