一种固废分拣机器人设备及其运动控制方法技术

本发明专利技术提供一种固废分拣机器人设备及其运动控制方法，其中，一种固废分拣机器人设备，包括检测箱、控制器、三轴运动架、夹爪、激光传感器和集料槽。本发明专利技术提供的固废分拣机器人设备及其运动控制方法，通过检测箱检测物料的种类及位姿信息，通过三轴运动架实现夹爪的移动，通过激光传感器反馈抓取定位信息实现自学习姿态修正，达到准确抓取的目的；本发明专利技术提供的固废分拣机器人设备，物料抓取更平顺，运动干涉小，抓取效率高。

A Kind of Solid Waste Sorting Robot Equipment and Its Motion Control Method

The invention provides a solid waste sorting robot device and its motion control method, in which a solid waste sorting robot device includes a detection box, a controller, a three-axis motion frame, a clamp, a laser sensor and a aggregate tank. The solid waste sorting robot equipment and its motion control method provided by the invention can detect the type and position information of materials through the detection box, realize the movement of the gripper through the three-axis motion frame, realize the self-learning attitude correction through the feedback of the laser sensor to grasp the positioning information, and achieve the purpose of accurate grasping. The solid waste sorting robot equipment provided by the invention can grasp materials more smoothly. The motion interference is small and the grasping efficiency is high.

【技术实现步骤摘要】
一种固废分拣机器人设备及其运动控制方法
本专利技术涉及固废分类回收领域，特别涉及一种固废分拣机器人设备及其运动控制方法。
技术介绍
随着城市人口迅速增加和居民生活水平的提高，城市生活垃圾越来越多，为保护环境和提高不可再生资源回收利用率，垃圾分拣的工作量也在不断提高。目前全国范围内，固废的再生利用率仅在5％左右，由于大量固废的为一些混凝土、砖头以及大件木头等等，属于重载作业领域，在现有处理方式上，只能通过振动筛等方式依据物理特性对不同重量大小的物体进行分类，且无法对一些可回收价值较高的比如塑料、混凝土、木材和砖块，而通过智能分拣机器人的智能检测识别，能够解决该问题，并且也能避免出现各种危险因素对人身安全造成伤害。目前，工业机器人主要分为龙门架式机器人与关节机器人，由于固体废弃物分拣主要拣拾位于水平皮带机的物料，属于流水线作业，现有的工业机器人系统在运动的平顺性、干涉性以及效率上均存在不足的问题。因此开发出一种固废分拣机器人对实现高效稳定的分拣具有重大的意义。
技术实现思路
为解决现有的工业机器人系统在运动的平顺性、干涉性以及高效率不足的问题，本专利技术提供一种固废分拣机器人设备及其运动控制方法，其中：固废分拣机器人设备，包括检测箱、控制器、三轴运动架、夹爪、激光传感器和集料槽；其中：所述检测箱侧壁设有控制器；所述检测箱一侧设有三轴运动架；所述三轴运动架上设有夹爪；所述夹爪上设有激光传感器；传输带穿过检测箱延伸至夹爪下方；所述夹爪下方设有集料槽；所述检测箱检测物料信息；所述控制器根据所述物料信息控制所述传输带变速运动；所述控制器控制所述夹爪夹取传输带上的物料，并投放至相应的集料槽。进一步地，所述检测箱内设有外高光谱相机和光源。进一步地，所述夹爪为气缸夹爪。进一步地，所述激光传感器设于所述夹爪中心。进一步地，所述三轴运动架为同步带式线性三轴运动架；所述三轴运动架设有三个方向的自由度。进一步地，所述控制器包括工控机和伺服控制装置；所述伺服控制装置设有三组伺服电机；三组伺服电机分别控制所述三轴运动架三个方向的自由度。本专利技术提供的固废分拣机器人设备，通过检测箱检测物料的种类及位姿信息，通过三轴运动架实现夹爪的移动，通过激光传感器反馈抓取定位信息实现自学习姿态修正，达到准确抓取的目的。本专利技术另外提供一种固废分拣机器人设备的运动控制方法，采用如上任意所述的固废分拣机器人设备；所述运动控制方法具体如下：S10、物料置于传输带后，所述控制器控制传输带做变速运动；S20、物料运送至检测区域时，检测箱实时检测物料的位置、姿态、种类、密度信息并生成物料信息传输至控制器；S30、控制器根据物料的位置、姿态、种类信息对物料的抓取顺序进行全排列，然后规划夹爪的最优路径；并根据物料的密度信息调整输送带速度,使输送带速度与夹爪的抓取周期相匹配；并根据物料的密度信息调整输送带的速度；S40、三轴运动架带动夹爪根据规划的最优路径运动，当夹爪运动至物料上方时，激光传感器对物料进行扫描；S50、夹爪根据激光传感器的扫描反馈，修正夹取姿态后对物料进行抓取，然后分类投放至相应的集料槽；S60、物料投放至集料槽后，控制器记录抓取定位与状态信息，建立自学习姿态修正训练数据库。进一步地，自学习姿态修正训练方法如下：S61、建立训练集，将采集的夹爪的开度、位置偏移量、姿态偏移量以及抓取成功状态作为训练样本输入控制器中；S62、再次夹取时，控制器根据输入样本预测最优路径以及夹爪的最佳抓取状态；并根据激光传感器的扫描反馈，对夹爪的开度、姿态和抓取位置进行修正；S63、夹取完成后，修正后的开度、姿态和抓取位置作为输入样本输入控制器中，实现自学习姿态修正训练。本专利技术另外提供的固废分拣机器人设备的运动控制方法提高了抓取效率、抓取稳定性，解决了运动干涉的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的固废分拣机器人设备立体示意图；图2为图1中A的放大图；图3为固废分拣机器人设备的运动控制方法流程示意图；图4为自学习姿态修正训练方法框图。附图标记：10运输带20检测箱30控制器40三轴运动架50夹爪60激光传感器70集料槽具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”以及类似的词语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定与物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接、光连接等，不管是直接的还是间接的。本专利技术提供一种固废分拣机器人设备及其运动控制方法，其中：固废分拣机器人设备，包括检测箱20、控制器30、三轴运动架40、夹爪50、激光传感器60和集料槽70；其中：所述检测箱20侧壁设有控制器30；所述检测箱20一侧设有三轴运动架40；所述三轴运动架40上设有夹爪50；所述夹爪50上设有激光传感器60；传输带10穿过检测箱20延伸至夹爪50下方；所述夹爪50下方设有集料槽70；所述检测箱20检测物料信息；所述控制器30根据所述物料信息控制所述传输带10变速运动；所述控制器30控制所述夹爪50夹取传输带10上的物料，并投放至相应的集料槽70。具体实施时，如图1、图2所示，固废分拣机器人设备，包括检测箱20、控制器30、三轴运动架40、夹爪50、激光传感器60和集料槽70；其中：检测箱20、三轴运动架40、夹爪50和激光传感器60均与控制器30通讯连接；控制器30为中央处理系统，包括但不限于电脑、手机等智能终端；检测箱20侧壁设有控制器30；检测箱20一侧设有三轴运动架40；三轴运动架40上设有夹爪50；夹爪50上设有激光传感器60；传输带10穿过检测箱20延伸至夹爪50下方；夹爪50下方的传输带10的一侧或两侧设有若干集料槽70，若干集料槽70用于盛装不同种类的固废；检测箱20通过拍摄实时检测物料的位置、姿态、种类、密度等信息；检测箱20的箱体结构设计，为外高光谱相机提供了良好的检测环境，避免了外界光线的干扰，提高了检测效率和准确性；控制器30根据物料的位置、姿态、种类、密度等信息控制传输带10变速运动；控制器30根据物料的位置、姿态、种类信息对物料的抓取顺序进行全排列，然后规划夹爪的最优路径；并根据物料的密度信息调整输送带速度,使输送带速度与夹爪的抓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固废分拣机器人设备，其特征在于：包括检测箱(20)、控制器(30)、三轴运动架(40)、夹爪(50)、激光传感器(60)和集料槽(70)；其中：所述检测箱(20)侧壁设有控制器(30)；所述检测箱(20)一侧设有三轴运动架(40)；所述三轴运动架(40)上设有夹爪(50)；所述夹爪(50)上设有激光传感器(60)；传输带(10)穿过检测箱(20)延伸至夹爪(50)下方；所述夹爪(50)下方设有集料槽(70)；所述检测箱(20)检测物料信息；所述控制器(30)根据所述物料信息控制所述传输带(10)变速运动；所述控制器(30)控制所述夹爪(50)夹取传输带(10)上的物料，并投放至相应的集料槽(70)。

【技术特征摘要】
1.一种固废分拣机器人设备，其特征在于：包括检测箱(20)、控制器(30)、三轴运动架(40)、夹爪(50)、激光传感器(60)和集料槽(70)；其中：所述检测箱(20)侧壁设有控制器(30)；所述检测箱(20)一侧设有三轴运动架(40)；所述三轴运动架(40)上设有夹爪(50)；所述夹爪(50)上设有激光传感器(60)；传输带(10)穿过检测箱(20)延伸至夹爪(50)下方；所述夹爪(50)下方设有集料槽(70)；所述检测箱(20)检测物料信息；所述控制器(30)根据所述物料信息控制所述传输带(10)变速运动；所述控制器(30)控制所述夹爪(50)夹取传输带(10)上的物料，并投放至相应的集料槽(70)。2.根据权利要求1所述的固废分拣机器人设备，其特征在于：所述检测箱(20)内设有外高光谱相机和光源。3.根据权利要求1所述的固废分拣机器人设备，其特征在于：所述夹爪(50)为气缸夹爪。4.根据权利要求1所述的固废分拣机器人设备，其特征在于：所述激光传感器(60)设于所述夹爪(50)中心。5.根据权利要求1所述的固废分拣机器人设备，其特征在于：所述三轴运动架(40)为同步带式线性三轴运动架；所述三轴运动架(40)设有三个方向的自由度。6.根据权利要求5所述的固废分拣机器人设备，其特征在于：所述控制器(30)包括工控机和伺服控制装置；所述伺服控制装置设有三组伺服电机；三组伺服电机分别控制所述三轴运...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建红，黄文景，库跃东，房怀英，林伟端，范伟，庄江腾，肖文，
申请(专利权)人：华侨大学，福建南方路面机械有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35