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专利号: 2021113048282
申请人: 江苏昱博自动化设备有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2025-03-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多夹具的机械臂无序夹取系统,其特征在于,包括:监测模块,用于当待夹取物体组进入传输带上待夹取的范围内时,动态监测所述待夹取物体组中各个第一物体的运动状态信息;

确定模块,用于将所述运动状态信息转换成空间坐标信息,基于所述空间坐标信息,确定所述第一物体对应的点云数据;

轨迹分析模块,用于基于所述点云数据,确定所述第一物体的运动轨迹;

夹取模块,用于通过蒙特卡洛树搜索分析方法,基于所述运动轨迹,确定机械臂夹取所述第一物体的最优夹取顺序,基于所述最优夹取顺序,控制所述机械臂中各个第一夹具进行相应夹取。

2.如权利要求1所述的一种多夹具的机械臂无序夹取系统,其特征在于,所述轨迹分析模块还用于执行如下操作:

获取所述待夹取物体组中各个第一物体的物体位置;

获取预设的夹取放置位置;

基于所述物体位置和所述夹取放置位置,规划所述机械臂中各个第一夹具的运动轨迹。

3.如权利要求1所述的一种多夹具的机械臂无序夹取系统,其特征在于,所述夹取模块还执行如下操作:

获取所述待夹取物体组中各个第一物体的物体类别;

基于预设的类别‑形状大小库,确定所述物体类别对应的形状大小;

基于预设的形状大小‑夹取角度库,确定所述形状大小对应的夹取角度;

控制需要对所述第一物体进行夹取的第一夹具调整至对应所述夹取角度。

4.如权利要求1所述的一种多夹具的机械臂无序夹取系统,其特征在于,所述夹取模块执行如下操作:

获取所述第一夹具的第一夹取任务;

将所述第一夹具的第一夹取任务按照第一夹具的夹取时间进行时序先后排序,获取排列数据;

确定每个时间点下所述机械臂的各个第一夹具之间是否存在第一冲突;

若存在,对所述第一冲突所涉及到的第一夹取任务按照对应的时间节点进行重新排序;

否则,获取第一夹具在下一时间点的第二夹取任务,并基于所述第二运动信息确定所述机械臂中各个第一夹具之间是否存在第二冲突;

若存在,对所述第二冲突涉及到的第二夹取任务按照对应的时间节点进行重新排序;

所述夹取模块执行还包括如下操作:根据所述排序数据,构建第一夹具的运动顺序表;

构建所述第一夹具上的目标检测灯的闪烁顺序表;

判断机械臂的第一夹具的运动情况是否与对应所述目标检测灯的第一闪烁情况一致;

若不一致,则重新对所述运动顺序表以及闪烁顺序表进行时间对齐处理;

获取所述目标检测灯的第二闪烁情况,基于所述第二闪烁情况,判断所述机械臂的第一夹具是否处于正常工作状态;

当机械臂上第一夹具在夹取对应所述第一物体的夹取过程中未处于正常工作状态时,控制对应所述目标检测灯进行持续闪烁;

当对应所述目标检测灯持续闪烁的闪烁时长超过预设的时长阈值时,对相应所述第一夹具进行故障分析,获取故障原因;

基于预设的故障分析处理库,确定所述故障原因对应的解决方案;

基于所述解决方案,进行故障处理。

5.如权利要求1所述的一种多夹具的机械臂无序夹取系统,其特征在于,还包括:检查模块,用于当所述待夹取物体组进入待夹取的传输带之前,对所述待夹取的传输带的轨道的各个连接位置进行检查,基于检查结果,对所述第一物体的运动轨迹进行修正,并对所述轨道的传输运动位置进行修正;

所述检查模块执行如下操作:

获取所述待夹取的传输带的轨道的平面检测图;

判断所述平面检测图上所述轨道的各个连接位置是否存在位置偏移;

若存在,则对所述平面检测图中所述连接位置的偏移距离进行第一测量,得到第一测量结果;

根据所述第一测量结果与预设的偏移距离阈值进行对比,判断所述偏移是否影响所述待夹取物体组第一物体的运动轨迹或所述轨道的运行;

若影响所述待夹取物体组第一物体的运动轨迹,则根据所述第一测量结果,从预设的物体运动轨迹修正数据库中,匹配影响所述待夹取物体组第一物体对应的物体运动第一轨迹修正等级;

从所述第一修正等级对应的第一等级修正地址中提取第一修正方案;

基于所述第一修正方案,对所述待夹取物体组第一物体的运动轨迹进行修正;

若不影响,则进行第一提醒;

若影响所述轨道的运行,则对所述平面检测图中所述连接位置的偏移距离进行第二测量,得到第二测量结果,根据所述第二测量结果,从预设的轨道传输运动修正数据库中,匹配影响所述轨道的运行对应的第二传输带轨道运动修正等级;

从所述第二传输带轨道运动修正等级对应的第二等级修正地址中提取第二修正方案;

基于第二所述修正方案,对所述传输带的轨道的运行进行修正;

若不影响,则进行第二提醒。

6.如权利要求2所述的一种多夹具的机械臂无序夹取系统,其特征在于,还包括:补偿模块,用于当机械臂的第一夹具夹取对应所述第一物体的夹取过程中,对所述第一物体被夹取的实际夹取点进行位置补偿;

所述补偿模块执行如下操作:

将所述RGB‑D深度相机与所述机械臂搭建手眼系统;

通过RGB‑D深度相机摄像头获取所述待夹取物体组中第一物体的第一深度图像;

基于所述第一物体的第一深度图像,确定所述第一物体的所述物体位置在所述深度相机坐标系内的三维坐标;

基于所述三维坐标,控制机械臂的对应所述第一夹具对所述第一物体进行夹取;

基于RGB‑D深度相机获取对所述第一物体进行夹取后的第二深度图像;

基于所述第一物体的第二深度图像,确定所述第一物体在被夹取后,确定通过第一物体被夹取的实际夹取点的中心线与通过所述第一夹具的工具中心点的中垂线之间的角度信息;

基于所述角度信息,确定所述通过第一物体被夹取的实际夹取点的中心线与所述通过第一物体的预设夹取点的中心线在预设的物体坐标系内的偏差信息;

基于预设的偏差补偿数据库,确定所述偏差信息对应的补偿数据;

基于所述补偿数据,对所述实际夹取点进行偏差补偿,同时,基于对机械臂的控制,对对应夹具夹取的位置进行微调。

7.如权利要求3所述的一种多夹具的机械臂无序夹取系统,其特征在于,还包括:掉落检测模块,用于当所述机械臂中的第一夹具夹取对应所述第一物体后,对所述第一物体进行掉落检测,并进行相应预警处理;

所述掉落检测模块执行如下操作:获取所述第一夹具夹取对应所述第一物体后的运动状态信息;

对所述运动状态信息进行特征提取,获得多个第一特征;

获取预设的夹具风险运动特征库,将所述第一特征与所述夹具风险运动特征库中的第一夹具风险运动特征进行匹配,若匹配符合,将匹配符合的第一夹具风险运动特征作为第二夹具风险运动特征;

查询预设的夹具风险运动特征‑风险值库,确定所述第二夹具风险运动特征对应的风险值;

汇总所述风险值,获得风险值和;

若所述风险值和大于等于预设的风险值和阈值,监测所述第一夹具夹取的所述第一物体的物体状态信息;

对所述物体状态信息进行特征提取,获得多个第二特征;

获取预设的掉落特征库,将所述第二特征与所述掉落特征库中的掉落特征进行匹配,若匹配符合,基于预设的物体类型‑材料库,确定所述第一夹具夹取的所述第一物体的所述物体类别对应的材料,获取所述材料对应的最大收紧力度,控制所述第一夹具收紧至所述最大收紧力度;

其中,获取所述材料对应的最大收紧力度,包括:获取所述材料对应的最大收紧力度测试记录,所述最大收紧力度测试记录包括:多个第一记录项;

获取所述第一记录项的提供方信息,所述提供方信息包括:至少一个提供方;

获取所述提供方的信用度和价值度,基于所述信用度和价值度计算所述第一记录项的评价指数;

若所述评价指数大于等于预设的评价指数阈值,将对应所述第一记录项作为第二记录项;

获取预设的记录分析模型,将全部所述第二记录项输入所述记录分析模型,获得最大收紧力度;

获取所述记录分析模型对全部所述第二记录项进行记录分析的分析过程;

对所述分析过程进行过程分析并拆解,获得多个第一过程;

对所述第一过程进行特征提取,获得多个第三特征;

获取预设的分析错误特征库,将所述第三特征与所述分析错误特征库中的第一分析错误特征进行匹配,若匹配符合,将匹配符合的第一分析错误特征作为第二分析错误特征,同时,将对应所述第一过程作为第二过程;

查询预设的分析错误特征‑影响过程库,确定所述第二分析错误特征影响的影响过程和对应第一影响值;

确定所述第一过程中除所述第二过程外是否存在所述影响过程,若是,将对应所述第一影响值作为第二影响值;

汇总所述第二影响值,获得影响值和;

若所述影响值和大于等于预设的影响值和阈值,将所述第二记录项输入所述记录分析模型获得的最大收紧力度进行作废处理,同时,将所述第二记录项发送至预设的人工分析组,进行人工分析,获取所述人工分析组回复的对应于所述材料的最大收紧力度。

8.如权利要求1所述的一种多夹具的机械臂无序夹取系统,其特征在于,还包括:定位模块,用于对所述待抓取物体组中的所述运动轨迹属于非固定路径的第一物体进行定位;

所述定位模块执行如下操作,包括:将所述待抓取物体组中的所述运动轨迹属于非固定路径的第一物体作为第二物体;

获取所述第二物体的第三深度图像;

从所述第三深度图像中提取所述第二物体的点云数据,对所述点云数据进行点云分割,获得点云分割结果;

提取所述点云分割结果中SIFT关键点,同时,对所述SIFT关键点进行三维特征描述,获得三维特征描述结果;

采用ICP算法,对所述三维特征描述结果进行点云匹配处理;

基于点云匹配结果,对所述第二物体进行定位。

9.如权利要求1所述的一种多夹具的机械臂无序夹取系统,其特征在于,还包括:构建夹取对策数据库,用于基于所述机械臂中的第一夹具的历史夹取数据,对所述第一夹具的错误数据进行统计,并进行相应的预处理;

所述构建夹取对策数据库执行如下操作:获取所述第一夹具的历史夹取数据集,所述历史夹取数据集包括:所述第一夹具历史上的夹取次数以及夹取情况;

建立时间轴,将所述历史夹取数据集内的多组数据在时间轴上展开,获得多个时间段对应的多个第一数据组;

设定第一测试事件,所述第一测试事件包括:所述机械臂的第一夹具在夹取所述第一物体后预设的第一时间范围内夹取到所述第一物体;

获取预设的夹具测试对策库,将所述第一测试事件与所述夹具测试对策库中的预备对策进行匹配,得到所述第一测试事件对应的第一应对策略组,基于第一测试事件,对所述第一应对策略组中的应对策略分别进行测试,得到对应的多个测试结果;

基于预设的测试结果分析库,分析得到所述多个测试结果的完成程度,选取所述完成程度最好的测试结果所对应的应对策略与所述第一测试事件进行匹配,得到第一事件匹配对;

判断所述第一数据组中是否出现所述第一测试事件,若是,确定所述时间轴上对应所述第一数据组后预设第二时间范围内的多个所述第一数据组,并作为第二数据组;

设定所述第二测试事件,所述第二测试事件包括:所述机械臂的第一夹具在夹取所述第一物体后在预设的第二时间范围内是否未能将所述第一物体夹取到所述夹取放置位置;

获取预设的夹具测试对策库,将所述第二测试事件与所述夹具测试对策库中的预备对策进行匹配,得到所述第二测试事件对应的第二应对策略组,基于第二测试事件,对所述第二应对策略组中的应对策略分别进行测试,得到对应的多个测试结果;

基于预设的测试结果分析库,分析得到所述多个测试结果的完成程度,选取所述完成程度最好的测试结果所对应的应对策略与所述第二测试事件进行匹配,得到第二事件匹配对;

将所述第一事件匹配对以及所述第二事件匹配对作为重要测试项;

获取预设的空白数据库,将所述重要测试项与对应所述机械臂夹具进行关联后存入所述空白数据库;

当需要存入所述空白数据库的所述重要测试项均与对应所述机械臂夹具进行关联后存入所述空白数据库时,将所述空白数据库作为夹取对策数据库,完成建立。

10.一种多夹具的机械臂无序夹取方法,其特征在于,包括:步骤1:当待夹取物体组进入传输带上待夹取的范围内时,动态监测所述待夹取物体组中各个第一物体的运动状态信息;

步骤2:将所述运动状态信息转换成空间坐标信息,基于所述空间坐标信息,确定所述物体对应的点云数据;

步骤3:基于所述点云数据,确定所述第一物体的运动轨迹;

步骤4:通过蒙特卡洛树搜索分析方法,基于所述运动轨迹,确定机械臂夹取所述第一物体的最优夹取顺序,基于所述最优夹取顺序,控制所述机械臂中各个第一夹具进行相应夹取。