本發明專利技術屬于智能移動作業機器人技術領域，具體涉及一種手眼腳協調控制的移動作業機器人，即一種以視覺感知系統作為機器人的“眼”，移動本體的驅動輪系統作為機器人的“腳”，機械臂及末端執行機構所構成的“手”進行協同運作的作業機器人，依據權重系數確定移動本體、機械臂及末端執行機構的控制量，在移動本體處于移動狀態的同時，機械臂位姿調整和末端執行器動作同時進行，且末端執行機構完成作業預備動作。本發明專利技術的移動作業機器人從某種意義上具備了“類人”作業的特征，移動本體移動、機械臂位姿調整、機械臂末端執行機構動作同步進行，作業動作更連貫協調且作業效率更高，整個作業過程更加“類人”，智能化體現更加充分。智能化體現更加充分。智能化體現更加充分。
【技術實現步驟摘要】
一種手眼腳協調控制的移動作業機器人
[0001]本專利技術屬于智能移動作業機器人
，具體涉及一種手眼腳協調控制的移動作業機器人。
技術介紹
[0002]當前，移動作業機器人(移動本體上安裝有機械臂)，比固定機械臂機器人有更廣泛和靈活的應用場合，尤其在工業生產線領域，正在成為智能制造領域的新生力量。
[0003]現有技術中，對移動作業機器人的控制技術，多為分離控制，即移動本體的移動控制和機械臂的控制是分開控制的。這樣做的好處是控制實現簡單，大部分場合也能滿足要求，但缺少了智能性，靈活性，無法像人一樣進行“類人”操作作業，工作效率低，靈活性差。該種控制模式下，機器人典型的表現為，移動本體先運動，待移動本體靠近作業對象時停止移動，然后機械臂開始動作，進行操作或作業；整個移動操作過程，機械臂動作和移動本體移動動作不連貫、不協調、操作效率低，智能化程度低。
技術實現思路
[0004]有鑒于此，本專利技術提出一種手眼腳協調控制的移動作業機器人，包括移動本體、末端執行機構及機械臂的運動控制在同一組三維坐標系中完成，并依據權重系數確定移動本體、機械臂及末端執行機構的動作控制量，在移動本體處于工作位姿的同時，機械臂已完成將末端執行機構帶動至執行作業動作的位姿，且末端執行機構完成作業預備動作。本專利技術的移動作業機器人從某種意義上具備了“類人”作業的特征，移動本體移動、機械臂位姿調整、機械臂末端執行機構動作同步進行，作業動作更連貫協調且作業效率更高，整個作業過程更加“類人”，智能化體現更加充分。
[0005]為了達到上述技術目的，本專利技術所采用的具體技術方案為：
[0006]一種手眼腳協調控制的移動作業機器人，包括：
[0007]移動本體，用于產生至作業位姿的移動；
[0008]末端執行機構，用于對作業對象執行作業動作；
[0009]機械臂，設置在所述移動本體上隨所述移動本體移動，用于基于伸展動作帶動所述末端執行機構至執行所述作業動作的位姿的移動；
[0010]其中：所述移動本體處于移動狀態時，所述機械臂進行位姿調整動作；當所述移動本體處于作業位姿時，所述末端執行器完成對所述作業對象的作業預備動作；
[0011]所述移動本體、末端執行機構及機械臂的運動控制在同一組三維坐標系中完成；所述移動作業機器人依據權重系數確定所述移動本體、機械臂及末端執行機構的動作控制量。
[0012]進一步的，在所述三維坐標系下，所述權重系數包括：α1、α2及α3；
[0013]設：
[0014]Ob為作業對象；
[0015]Lo(t)為從當前機器人位置到所述作業對象之間的距離；
[0016]R
bot
為機器人最大臂展半徑；
[0017]Larm(t)為機器人在向作業對象方向移動的過程中，機器人臂展長度；
[0018]δ_move(t,Lo(t)，Larm(t))為機器人移動控制量，為時間t、Lo(t)以及Larm(t)的函數；
[0019]δ_arm(t,Lo(t)，Larm(t))為機械臂末端動作控制量，是時間t、Lo(t)以及Larm(t)的函數；
[0020]δ_terminal(t,Lo(t)，Larm(t)):為末端執行機構控制量，是時間t、Lo(t)及Larm(t)的函數；
[0021]δ_robot(t,Lo(t)，Larm(t))為機器人作業控制量，是時間t、Lo(t)以及Larm(t)的函數；
[0022]則：
[0023]δ_robot(t，Lo(t)，Larm(t))＝α1*δ_move(t)+α2*δ_arm(t)+α3*δ_terminal(t)，α1+α2+α3＝1。
[0024]進一步的，當Lo(t)≥2*R
bot
時α1＝1、α2＝0且α3＝0；當Lo(t)<2*R
bot
時，α1≠0、α2≠0且α3≠0。
[0025]進一步的，所述移動本體、機械臂及末端執行機構的動作時間基于所述移動本體距離所述作業對象的距離門限值r1、r2及r3確定。
[0026]進一步的，當r2≤Lo(t)≤r3時，α1＝0.5；α2＝0.3；α3＝0.2；
[0027]當r1≤Lo(t)≤r2時，α1＝0.3；α2＝0.4；α3＝0.3；
[0028]當Lo(t)≤r1時，α1＝0.1；α2＝0.7；α3＝0.2。
[0029]進一步的，所述三維坐標系的基準基于所述移動作業機器人感知坐標標識建立。
[0030]進一步的，所述機器人感知所述坐標標識后得出所述機器人的絕對位置基準，依據所述絕對位置基準建立所述三維坐標系，將所述移動本體引入所述三維坐標系中，依據所述機械臂與所述移動本體之間的位置關系將所述機械臂引入所述三維坐標系中，依據所述末端執行機構與所述機械臂的位置關系將所述末端執行機構引入所述三維坐標系中。
[0031]進一步的，所述坐標標識為二維碼標識，設置在所述作業對象所處作業臺上。
[0032]進一步的，所述移動作業機器人還包括視覺傳感器；所述視覺傳感器設置在所述機械臂上，所述二維碼標識基于所述視覺傳感器掃描。
[0033]進一步的，所述移動作業機器人還包括激光雷達傳感器和/或超聲傳感器；所述激光雷達傳感器和/或超聲傳感器用于測量所述移動作業機器人與外部物體之間的距離和感知所述移動作業機器人周圍的障礙物；所述移動作業機器人依據所述激光雷達和/或超聲傳感器的數據在運動過程中完成避障。
附圖說明
[0034]為了更清楚地說明本公開實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0035]圖1為本專利技術具體實施方式中二維碼標識設置方式示意圖；
[0036]圖2為本專利技術具體實施方式中移動作業機器人處于三維坐標系中狀態示意圖；
[0037]圖3為本專利技術具體實施方式中移動作業機器人處于XY平面坐標系中狀態示意圖；
[0038]圖4為本專利技術具體實施方式中移動作業機器人基本控制流程框圖；
[0039]圖5為本專利技術具體實施方式中XY平面坐標系內機器人與作業對象距離關系；
[0040]圖6為本專利技術具體實施方式中按照曲線變化的權重值選擇圖；
[0041]圖7手眼腳協調控制時移動本體、機械臂及末端執行機構的運行速度曲線；
[0042]其中：1、作業臺；2、作業對象；3、移動本體移動速度曲線；4、機械臂末端移動速度曲線；5、末端執行機構移動速度曲線。
具體實施方式
[0043]下面結合附圖對本公開實施例進行詳細描述。
[0044]以下通過特定的具體實例說明本公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本公開的其他優本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種手眼腳協調控制的移動作業機器人，其特征在于，包括：移動本體，用于產生至作業位姿的移動；末端執行機構，用于對作業對象執行作業動作；機械臂，設置在所述移動本體上隨所述移動本體移動，用于基于伸展動作帶動所述末端執行機構至執行所述作業動作的位姿的移動；其中：所述移動本體處于移動狀態時，所述機械臂進行位姿調整動作；當所述移動本體處于作業位姿時，所述末端執行器完成對所述作業對象的作業預備動作；所述移動本體、末端執行機構及機械臂的運動控制在同一組三維坐標系中完成；所述移動作業機器人依據權重系數確定所述移動本體、機械臂及末端執行機構的控制量。2.根據權利要求1所述的移動作業機器人，其特征在于：在所述三維坐標系下，所述權重系數包括：α1、α2及α3；設：Ob為作業對象；Lo(t)為從當前機器人位置到所述作業對象之間的距離；R
bot
為機器人最大臂展半徑；Larm(t)為機器人在向作業對象方向移動的過程中，機器人臂展長度；δ_move(t,Lo(t)，Larm(t))為機器人移動控制量，為時間t、Lo(t)以及Larm(t)的函數；δ_arm(t,Lo(t)，Larm(t))為機械臂末端動作控制量，是時間t、Lo(t)以及Larm(t)的函數；δ_terminal(t,Lo(t)，Larm(t)):為末端執行機構控制量，是時間t、Lo(t)及Larm(t)的函數；δ_robot(t,Lo(t)，Larm(t))為機器人作業控制量，是時間t、Lo(t)以及Larm(t)的函數；則：δ_robot(t，Lo(t)，Larm(t))＝α1*δ_move(t)+α2*δ_arm(t)+α3*δ_terminal(t)，α1+α2+α3＝1。3.根據權利要求2所述的移動作業機器人，其特征在于：當Lo(t)≥2*R
bot
時α1＝1、α2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張建政，董易，韋鯤，鄒金沛，李亮華，
申請(專利權)人：上海颯智智能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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