一种搬运装置及其控制方法、系统与流程

本发明涉及工业机器人，尤其涉及一种搬运装置及其控制方法、系统。

背景技术：

1、复合移动机器人是工业机器人的一个技术方向，能够自主导航跨空间作业，可以用于物件搬运。在非结构化空间移动时，复合移动机器人的手臂上使用的末端执行器存在着明显的约束。传统的末端执行器以电能驱动为主，使用爪手来夹取物件，而在一些特殊行业中，如模具制造行业、航天航空制造行业，需搬运的物件重量大，容易夹取不稳，致使物件掉落，稳定性低，安全性低。

2、综上，相关技术中存在的技术问题有待得到改善。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种搬运装置及其控制方法、系统，有效地提高了稳定性和安全性。

2、一方面，本发明实施例提供了一种搬运装置，所述装置包括：

3、支撑机体；

4、移动底盘，所述移动底盘与所述支撑机体的底部连接，用于根据第一移动信号移动到第一工作站点；

5、机械臂，所述机械臂与所述支撑机体的顶部连接，用于通过转动信号控制转动过程，以在所述第一工作站点内将所述机械臂的末端转动至待搬运物件所处位置；

6、末端执行器公端，所述末端执行器公端与所述机械臂的末端连接；

7、末端执行器母端，所述末端执行器母端通过固定接口与所述末端执行器公端进行连接；

8、托盘，所述托盘与所述末端执行器母端连接，用于承载所述待搬运物件。

9、在一些实施例中，所述装置还包括：

10、磁性传感器母端，所述磁性传感器母端与所述末端执行器母端连接；

11、磁性传感器公端，所述磁性传感器公端与所述末端执行器公端连接，用于根据与所述磁性传感器母端之间的第一磁感状态，确定负载力变化。

12、在一些实施例中，所述末端执行器公端包括梯形凸起部。

13、在一些实施例中，所述末端执行器母端包括梯形凹陷部，所述梯形凸起部与所述梯形凹陷部连接时用于固定所述末端执行器公端与所述末端执行器母端。

14、在一些实施例中，所述托盘通过螺栓与所述末端执行器母端连接。

15、另一方面，本发明实施例提供了一种应用于所述搬运装置的控制方法，所述方法包括以下步骤：

16、生成第一移动信号，所述第一移动信号用于控制所述移动底盘移动到第一工作站点；

17、在确定所述搬运装置到达所述第一工作站点后，生成所述转动信号，所述转动信号用于将所述机械臂的末端转动至所述待搬运物件所处位置，并控制所述机械臂执行第一运动轨迹，所述第一运动轨迹包括将所述末端执行器公端从下往上地插入所述末端执行器母端的轨迹；

18、根据第二磁感状态，生成物件归仓信号，所述物件归仓信号用于控制所述机械臂将所述待搬运物件放置到存放仓位上；

19、生成拔出信号，所述拔出信号用于控制所述机械臂执行第二运动轨迹，所述第二运动轨迹包括将所述末端执行器公端从所述末端执行器母端中往下拔出的轨迹；

20、根据第三磁感状态和所述存放仓位的第一行程开关状态，生成第二移动信号，所述第二移动信号用于控制所述移动底盘移动到第二工作站点；

21、生成所述转动信号，使得所述机械臂从所述存放仓位上托起所述待搬运物件；

22、根据第四磁感状态，生成物件放置信号，所述物件放置信号用于控制所述机械臂将所述待搬运物件放置到所述第二工作站点的工作台上；

23、根据所述第二工作站点的第二行程开关状态，生成所述拔出信号，使得所述机械臂脱离所述待搬运物件；

24、根据第五磁感状态，判断机械臂负载力是否为0；

25、若机械臂负载力为0，则生成机械臂复位信号，所述机械臂复位信号用于控制所述机械臂恢复到初始位置。

26、另一方面，本发明实施例提供了一种应用于所述搬运装置的控制系统，所述系统包括：

27、控制模块，所述控制模块用于根据用户输入指令，生成第一移动信号和转动信号；

28、移动底盘控制模块，所述移动底盘控制模块用于根据所述第一移动信号，控制所述移动底盘进行移动；

29、机械臂控制模块，所述机械臂控制模块用于根据所述转动信号，控制所述机械臂进行转动；

30、末端执行器控制模块，所述末端执行器控制模块用于控制所述末端执行器的开启和关闭；

31、通讯管理模块，所述通讯管理模块用于控制所述移动底盘、所述机械臂与所述末端执行器之间的通信连接；

32、电源管理模块，所述电源管理模块用于控制电源输出；

33、人机界面模块，所述人机界面模块用于通过用户操作界面设置所述移动底盘控制模块的参数、所述机械臂控制模块的参数、所述末端执行器控制模块的参数、所述通讯管理模块的参数和所述电源管理模块的参数。

34、在一些实施例中，所述移动底盘控制模块包括：

35、底盘存储子模块，所述底盘存储子模块用于保存底盘数据，所述底盘数据包括地图数据、任务规划数据、系统配置文件数据和传感器数据；

36、底盘感知子模块，所述底盘感知子模块用于根据所述第一移动信号，获取底盘周围环境信息；

37、底盘定位子模块，所述底盘定位子模块用于根据所述底盘周围环境信息，计算底盘位置信息和底盘姿态信息；

38、底盘导航子模块，所述底盘导航子模块用于根据所述底盘数据、所述底盘周围环境信息、所述底盘位置信息和所述底盘姿态信息，规划行进路径；

39、底盘输入子模块，所述底盘输入子模块用于接收底盘指令，所述底盘指令包括遥控器指令、语音指令和编程指令；

40、底盘调用子模块，所述底盘调用子模块用于执行所述底盘指令；

41、底盘通讯子模块，所述底盘通讯子模块用于控制底盘子部件之间的通信连接，所述底盘子部件包括底盘传感器和底盘电机；

42、底盘驱动子模块，所述底盘驱动子模块用于在所述底盘子部件通信连接完成后，根据所述行进路径和所述底盘指令，调整底盘参数，所述底盘参数包括运动、转向和速度。

43、在一些实施例中，所述机械臂控制模块包括：

44、机械臂存储子模块，所述机械臂存储子模块用于保存机械臂数据，所述机械臂数据包括机械臂配置文件数据、运动规划算法、关节位置数据和速度数据；

45、机械臂感知子模块，所述机械臂感知子模块用于根据所述转动信号，获取机械臂周围环境信息和工作物件信息；

46、机械臂输入子模块，所述机械臂输入子模块用于接收机械臂指令；

47、机械臂调用子模块，所述机械臂调用子模块用于执行所述机械臂指令，以实现机械臂的逆运运动规划、动学求解或夹取动作；

48、机械臂通讯子模块，所述机械臂通讯子模块用于控制机械臂子部件之间的通信连接，所述机械臂子部件包括机械臂传感器和关节电机；

49、机械臂驱动子模块，所述机械臂驱动子模块用于在所述机械臂子部件通信连接完成后，根据所述机械臂数据、所述机械臂指令、所述机械臂周围环境信息和所述工作物件信息，调整机械臂参数，以实现机械臂关节运动和姿态的调整。

50、在一些实施例中，所述末端执行器控制模块包括：

51、末端执行器存储子模块，所述末端执行器存储子模块用于保存末端执行器数据，所述末端执行器数据包括工作参数、预设动作序列信息、执行策略信息、执行器配置信息和执行器动作规划算法；

52、末端执行器输入子模块，所述末端执行器输入子模块用于接收末端执行器指令；

53、末端执行器通讯子模块，所述末端执行器通讯子模块用于控制末端执行器子部件之间的通信连接；

54、末端执行器判断子模块，所述末端执行器判断子模块用于在所述末端执行器子部件通信连接完成后，根据当前环境、末端执行器的状态、所述末端执行器数据和所述末端执行器指令，确定执行策略和动作序列。

55、本发明所具有的有益效果如下：

56、本发明提供的一种搬运装置包括支撑机体、移动底盘、机械臂、末端执行器公端、末端执行器母端、托盘，其中，所述移动底盘与所述支撑机体的底部连接，用于根据第一移动信号移动到第一工作站点；所述机械臂与所述支撑机体的顶部连接，用于通过转动信号控制转动过程，以在所述第一工作站点内将所述机械臂的末端转动至待搬运物件所处位置；所述末端执行器公端与所述机械臂的末端连接；所述末端执行器母端通过固定接口与所述末端执行器公端进行连接；所述托盘与所述末端执行器母端连接，用于承载所述待搬运物件。本发明通过末端执行器公端与末端执行器母端之间的稳定连接来实现物件搬运，从而提高了稳定性和安全性。

57、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。