一种药剂调配机器人集成平台制造技术

本发明专利技术实施例公开一种药剂调配机器人平台，包括机器人本体，包括机器人的机械结构、电子电路和控制器；传感器阵列，设置在所述机器人本体上，用于感测机器人本体所处的环境数据；感知系统，接收和传递所述传感器阵列所感测的环境数据；云端平台，基于所述感知系统传递的环境数据而调整所述机器人的控制策略或/和修改所述机器人的功能。本发明专利技术实施例基于多传感器融合系统及动态捕捉数据库，通过神经网络模型以实现对于机器人的作业环境进行建模及手臂末端的空间定位，从而有效地降低人机交互的难度、不需要人为过多的干预。

An Integrated Platform for Drug Dispensing Robot

The embodiment of the invention discloses a pharmaceutical dispensing robot platform, which includes a robot body, including its mechanical structure, electronic circuit and controller; a sensor array, which is arranged on the robot body, is used to sense the environmental data of the robot body; a sensing system, which receives and transmits the environmental data sensed by the sensor array; and a cloud platform, which is based on the robot body. The environmental data transmitted by the sensing system adjusts the control strategy of the robot or/or modifies the functions of the robot. The embodiment of the present invention is based on a multi-sensor fusion system and a dynamic capture database, and realizes the modeling of the working environment of the robot and the spatial positioning of the end of the arm by means of a neural network model, thereby effectively reducing the difficulty of human-computer interaction and eliminating excessive human intervention.

【技术实现步骤摘要】
一种药剂调配机器人集成平台
本专利技术涉及智能制造及自动化控制领域，尤其涉及一种用于调配药剂的机器人集成平台，特别是双臂药剂调配机器人集成平台。
技术介绍
随着智能机器人技术在精密制造和航空航天等前沿领域的广泛应用，智能机器人技术也逐渐应用于民用领域，如工业、教育、医疗服务等。现有在民用领域使用的智能机器人常常受限于机器人本体的刚度、复杂的编程控制等因素，无法进行较好的人机交互，仍然无法实现由机器人代替人工以实现产业升级、完全释放人工的目的。目前，医疗服务领域的机器人(如药剂调配机器人)主要基于传统的工业机器人平台，对垂直多关节型串联机器人运用机器人运动学模型建立机器人关节与用户空间的映射关系，从而实现各个关节的位置控制。这种控制方法的缺点在于，基于该架构设计的机器人控制系统，在保障机器人的定位精度的同时，失去了机器人控制的灵活性及人机交互的便捷性。而且，这种架构设计的机器人控制系统对于外界环境的感知，需要完全依赖于操作者的经验。因此，需要一种具有定位精度且具有控制灵活且便于人机交互的智能机器人平台，以实现精确地进行药剂调配且不需要医生或护士较多的干预，从而将有经验的医生或护士投入更有价值的工作中去。
技术实现思路
针对现有药剂调配机器人所存在的问题，本专利技术提出一种药剂调配机器人平台，该机器人平台基于多传感器融合系统及动态捕捉数据库，通过神经网络模型以实现对于机器人的作业环境进行建模及手臂末端的空间定位，从而有效地降低人机交互的难度、不需要人为过多的干预。该药剂调配机器人平台的方案如下：一种药剂调配机器人平台，包括：机器人本体，包括机器人的机械结构、电子电路和控制器；传感器阵列，设置在所述机器人本体上，用于感测机器人本体所处的环境数据；感知系统，接收和传递所述传感器阵列所感测的环境数据；云端平台，基于所述感知系统传递的环境数据而调整所述机器人的控制策略或/和修改所述机器人的功能。优选地，所述机器人基于所述感知系统所传递的环境数据而形成交互反馈数据，控制所述机器人本体的运动轨迹与启停状态。优选地，所述感知系统周期性地向所述云端平台传递所述的环境数据。优选地，所述云端平台通过无线网络与所述机器人本体连接。优选地，所述传感器阵列包括视觉传感器、声学传感器、激光距离类传感器中的一种或多种。优选地，所述机器人设有运动解耦模型，用于将所述机器人的关节空间映射到三维空间。优选地，所述运动解耦模型包括原生内置模型和环境学习模型，所述原生内置模型针对机器人的工作空间进行建模和测量以实现对于机器人运动的基础建模，所述环境学习模型通过设置典型的工作环境导入云端数据以对机器人的工作环境进行快速建模。优选地，所述环境学习模型支持所述机器人通过神经网络技术对特定环境进行深度学习和训练。优选地，所述机器人本体为一种双臂机器人。优选地，所述双臂机器人的各个臂具有7个自由度。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例基于传感器阵列及动态捕捉数据库，通过神经网络模型学习和训练，实现对机器人本体所处作业环境的建模及机器人手臂末端的空间定位。具体地，数据库只需对机械臂工作空间运动的拖曳训练迭代以形成动作捕捉，将该数据库与机器人的神经网络运动模型进行对比矫正，逐渐修正数据库，并依靠大量的训练逐步完善机械臂全部工作空间的动作定位。因此，本专利技术实施例能够实现通过拖曳示教对机器人进行在线或离线编程，大大降低机器人应用于人机协作领域的难度，有效地降低医疗成本。附图说明图1为本专利技术实施例中提供一种药剂调配机器人集成平台的逻辑架构示意图；图2是本专利技术实施例中提供一种双臂药剂调配机器人的机械结构框图示意图；图3为本专利技术实施例中提供一种双臂药剂调配机器人集成平台环境学习模型示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。如图1所示，本专利技术实施例中的一种药剂调配机器人集成平台的逻辑架构示意图。在该实施例中，药剂调配机器人集成平台包括机器人本体10、传感器阵列40、感知系统30和云端平台20。机器人本体10主要包括机器人的机械结构、电子电路和控制器。在一优选实施例中，机器人本体10采用每个臂具有7个自由度的一种双臂机器人。如图2所示，为本实施例中提供一种双臂药剂调配机器人的机械结构框图示意图。机器人本体10包括基座105、体部102、头部101以及位于体部两侧的双臂(103和104)。双臂通过精确定位和控制，实现药剂调配工作。双臂机器人采用同一总控系统进行控制，相较于多条单臂机器人，降低了微处理器、传感器方面的硬件开支，从而有效地降低成本。双臂机器人也同时降低了多机协同工作中通信的压力，双臂工作流程中的协同性得到较大的提高，从而有效地提高机器人的安全性。双臂机器人集成化平台在机电构成上有如下要求：采用一体化关节设计，不仅有效地减少了空间的占用，同时更小的体积和更轻量化的本体设计使得机器人易于进行部署和迁移。在该实施例中，双臂机器人的各个臂各自具有7个自由度，仿照人类手臂设计，从而可以实现对于复杂环境中障碍的避碰、最优路径轨迹规划、最小能耗轨迹规划等。在长期的使用过程中，7自由度会体现出比6自由度更好的柔顺性及灵活性。双臂机器人由于采用高性能主控单元对控制系统进行集中控制，并可支持云端调度，便于操作者通过智能手机、平板电脑等便携式终端对机器人的工作状态进行远程监控及远程控制。传感器阵列40设置在所述机器人本体10上，主要用于感测机器人本体10所处的环境数据。传感器阵列40包括视觉传感器、声学传感器、激光距离类传感器中的一种或多种。优选的，传感器阵列40还包括力学传感器、触觉传感器等。感知系统30用于接收和传递传感器阵列40所感测的环境数据。感知系统30将环境数据与机器人本体10交互反馈，机器人本体10将运动数据传输给感知系统30。机器人本体10的运动与传感器阵列40可并行，机器人本体10可获取由感知系统30传递的环境交互反馈数据，对自己的运动轨迹与启停状态进行控制。药剂调配机器人集成平台采用基于多传感器融合的感知系统，便于对机器人本体的快速部署和安全控制，从而操作者能在完全轻松的状态下进行机器人的使用，这是传统机器人控制平台所无法满足的。云端平台20基于感知系统30传递的环境数据(即状态信息)而调整所述机器人本体10的控制策略或/和修改所述机器人的功能。基于云本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种药剂调配机器人平台，其特征在于，包括：机器人本体，所述机器人本体包括机器人的机械结构、电子电路和控制器；传感器阵列，设置在所述机器人本体上，用于感测机器人本体所处的环境数据；感知系统，接收和传递所述传感器阵列所感测的环境数据；云端平台，基于所述感知系统传递的环境数据而调整所述机器人的控制策略或/和修改所述机器人的功能。

【技术特征摘要】
1.一种药剂调配机器人平台，其特征在于，包括：机器人本体，所述机器人本体包括机器人的机械结构、电子电路和控制器；传感器阵列，设置在所述机器人本体上，用于感测机器人本体所处的环境数据；感知系统，接收和传递所述传感器阵列所感测的环境数据；云端平台，基于所述感知系统传递的环境数据而调整所述机器人的控制策略或/和修改所述机器人的功能。2.根据权利要求1所述的一种药剂调配机器人平台，其特征在于，所述机器人基于所述感知系统所传递的环境数据而形成交互反馈数据，控制所述机器人本体的运动轨迹与启停状态。3.根据权利要求1所述的一种药剂调配机器人平台，其特征在于，所述感知系统周期性地向所述云端平台传递所述的环境数据。4.根据权利要求1所述的一种药剂调配机器人平台，其特征在于，所述云端平台通过无线网络与所述机器人本体连接。5.根据权利要求1所述的一种药剂调配机器人平台，其特征在于，所述传感器阵列包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙若怀，邹风山，刘晓帆，梁亮，赵彬，钱益舟，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21