一种重负载机器人的智能控制方法、装置及设备与流程

本发明涉及重负载机器人，尤其涉及一种重负载机器人的智能控制方法、装置及设备。

背景技术：

1、随着经济的发展，人工成本提高，在人口福利不再的情况下，许多企业迫切需要实现产业升级，使用工业机器人是产业升级的重要手段。市面上的机器人形式多样，种类繁多，适用场景广泛，可以用在搬运、打磨、焊接、喷涂、装配、切割、雕刻等工作中，必须清楚了解自身的需求及机器人的性能阐述、应用场景之后，才能确定机器人的负载。现今社会中，由于机器人的负载能力高、效率快而逐渐替代人工进行一些重复性高、工作强度大、工作环境恶劣等的工作，搬运货物的重负载机器人就是其中之一。现如今，由于重负载机器人大多数由多个力臂来组成，在搬运货物时，由于重负载机器人在使用到一定的年限之后，每一重负载机器人的力臂所能够受到最大力矩就会变小，对于不同的重物而言，不同的运行姿态所受到的力矩是产生变化，导致对应的力臂受到不同的力矩作用，现有技术中并未考虑该问题，从而导致重负载机器人在搬运重物时，力臂在瞬间报废或者使用寿命过低，导致重负载机器人的维护成本过高。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供了一种重负载机器人的智能控制方法、装置及设备。

2、为达上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、本发明第一方面提供了一种重负载机器人的智能控制方法，包括以下步骤：

4、获取重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息，并根据重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息对重负载机器人的运行姿态进行模拟，获取重负载机器人的可运行姿态数据集；

5、根据重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息初始化取卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹，并对取卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹进行优化，获取搬运过程中货物所在位置的运动路径；

6、获取货物的质量信息，并根据货物的质量信息以及重负载机器人的可运行姿态数据集计算出每一可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息；

7、根据可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息以及搬运过程中货物所在位置的运动路径获取重负载机器人在取卸货过程中的运行姿态，并按照重负载机器人在取卸货过程中的运行姿态控制重负载机器人。

8、进一步的，在本方法中，根据重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息对重负载机器人的运行姿态进行模拟，获取重负载机器人的可运行姿态数据集，具体包括：

9、获取重负载机器人各力臂的工作范围区域，并根据重负载机器人各力臂的工作范围区域获取重负载机器人各力臂的运行姿态范围合集，并统计重负载机器人各力臂的运行姿态范围合集，获取重负载机器人的运行姿态数据集；

10、根据重负载机器人的取货位置信息获取当前位置的障碍物信息，并对当前位置的障碍物信息进行特征提取，获取障碍物的体积信息以及位置信息；

11、根据重负载机器人的运行姿态数据集、障碍物的体积信息以及位置信息计算出存在障碍的运行姿态，并统计存在障碍的运行姿态，获取存在障碍的运行姿态数据集；

12、将存在障碍的运行姿态数据集从重负载机器人的运行姿态数据集中进行剔除，获取重负载机器人的可运行姿态数据集，并将重负载机器人的可运行姿态数据集输出。

13、进一步的，在本方法中，根据重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息初始化卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹，并对取卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹进行优化，获取搬运过程中货物所在位置的运动路径，具体包括：

14、获取重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息，并将重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息作为卸货运动过程中货物所在位置的初始位置以及终止位置；

15、根据卸货运动过程中货物所在位置的初始位置以及终止位置初始化卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹，并计算出卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹的行驶距离值；

16、当卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹的行驶距离值低于预设行驶距离值时，输出卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹，并将卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹作为搬运过程中货物所在位置的运动路径输出；

17、当卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹的行驶距离值不低于预设行驶距离值时，则对卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹进行调整，直至不低于预设行驶距离值。

18、进一步的，在本方法中，获取货物的质量信息，并根据货物的质量信息以及重负载机器人的可运行姿态数据集计算出每一可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息，具体包括：

19、获取重负载机器人的设计要素特征数据，并根据重负载机器人的设计要素特征数据构建重负载机器人模型图，同时，获取货物的质量信息；

20、根据重负载机器人的可运行姿态数据集以及重负载机器人模型图获取每一运行姿态所对应的运行模型图，并根据货物的质量信息计算出货物的重力信息；

21、根据运行姿态所对应的运行模型图以及货物的重力信息对重负载机器人的每一力臂进行受力分析，获取每一力臂的力矩信息，统计每一力臂的力矩信息，获取每一可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息。

22、进一步的，在本方法中，根据可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息以及搬运过程中货物所在位置的运动路径获取重负载机器人在取卸货过程中的运行姿态，具体包括：

23、引入遗传算法，根据遗传算法设置遗传代数，将搬运过程中货物所在位置的运动路径分隔为若干个子路径，并获取每个子路径中重负载机器人的可运行姿态合集，在每个子路径中配置每子路径运行姿态组合；

24、根据每个子路径中重负载机器人的可运行姿态合集初始化每子路径运行姿态组合，并根据可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息获取每子路径运行姿态组合中每一运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息；

25、获取重负载机器人中每一力臂的最大承受力矩信息，并判断每子路径运行姿态组合中每一运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息是否大于相对应力臂的最大承受力矩信息；

26、若大于，根据遗传代数进行遗传，调整每子路径运行姿态组合中的运行姿态，直至不大于相对应力臂的最大承受力矩信息，输出，输出每子路径运行姿态组合，并统计每子路径运行姿态组合，获取重负载机器人在取卸货过程中的运行姿态。

27、进一步的，在本方法中，还包括以下步骤：

28、获取重负载机器人的历史服役数据信息，并基于深度神经网络构建性能退化预测模型，将重负载机器人的历史服役数据信息输入到性能退化模型中进行训练，获取训练完成的性能退化预测模型；

29、获取预设时间之内重负载机器人的服役数据信息，并将预设时间之内重负载机器人的服役数据信息输入到性能退化预测模型中进行预测，获取当前预设时间之内的性能特征数据信息；

30、根据当前预设时间之内的性能特征数据信息对重负载机器人中每一力臂的最大承受力矩信息进行更新，并获取更新后的重负载机器人中每一力臂的最大承受力矩信息；

31、根据更新后的重负载机器人中每一力臂的最大承受力矩信息对重负载机器人在取卸货过程中的运行姿态进行重新调整。

32、本发明第二方面提供了一种重负载机器人的智能控制装置，装置包括存储器以及处理器，存储器中包括重负载机器人的智能控制方法程序，重负载机器人的智能控制方法程序被处理器执行时，实现如下步骤：

33、获取重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息，并根据重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息对重负载机器人的运行姿态进行模拟，获取重负载机器人的可运行姿态数据集；

34、根据重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息初始化取卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹，并对取卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹进行优化，获取搬运过程中货物所在位置的运动路径；

35、获取货物的质量信息，并根据货物的质量信息以及重负载机器人的可运行姿态数据集计算出每一可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息；

36、根据可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息以及搬运过程中货物所在位置的运动路径获取重负载机器人在取卸货过程中的运行姿态，并按照重负载机器人在取卸货过程中的运行姿态控制重负载机器人。

37、本发明第三方面提供了一种重负载机器人的智能控制设备，包括：

38、获取模块，获取重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息，并根据重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息对重负载机器人的运行姿态进行模拟，获取重负载机器人的可运行姿态数据集；

39、运动路径计算模块，根据重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息初始化取卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹，并对取卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹进行优化，获取搬运过程中货物所在位置的运动路径；

40、力矩分析模块，获取货物的质量信息，并根据货物的质量信息以及重负载机器人的可运行姿态数据集计算出每一可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息；

41、运行姿态生成模块，根据可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息以及搬运过程中货物所在位置的运动路径获取重负载机器人在取卸货过程中的运行姿态，并按照重负载机器人在取卸货过程中的运行姿态控制重负载机器人。

42、本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中包括重负载机器人的智能控制方法程序，重负载机器人的智能控制方法程序被处理器执行时，实现任一项的重负载机器人的智能控制方法的步骤。

43、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

44、本发明通过获取重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息，并根据重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息对重负载机器人的运行姿态进行模拟，获取重负载机器人的可运行姿态数据集，进而根据重负载机器人的取货位置信息以及卸货位置信息初始化卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹，并对取卸货运动过程中货物所在位置的运动轨迹进行优化，获取搬运过程中货物所在位置的运动路径，从而通过获取货物的质量信息，并根据货物的质量信息以及重负载机器人的可运行姿态数据集计算出每一可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息，最后根据可运行姿态中每一力臂所受到的力矩信息以及搬运过程中货物所在位置的运动路径获取重负载机器人在取卸货过程中的运行姿态，并按照重负载机器人在取卸货过程中的运行姿态控制重负载机器人。本发明充分考虑了重负载机器人在不同运行姿态之下每个力臂的最大负载力矩的变化，从而使得重负载机器人根据最大负载力矩特征来变换运行姿态，能提高重负载机器人的使用寿命，降低重负载机器人的维护成本，使得重负载机器人的控制更加合理。