一种基于重载搬运的智能助力机器人系统的研制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于重载搬运的智能助力机器人系统的研制方法，包括如下步骤：首先进行人体运动特征规律研究，对人体搬运过程中人体各部位，构建人体搬运模型与运动特征数据库；然后进行柔性压力传感阵列的研制：采用微纳米结构和多个感知单元的柔性压力传感器阵列，并将其集成于助力机器人，实现对人体手臂/下肢压力相关参数的实时精确检测；再进行多传感器人体运动意图判别：采用多传感器信息获取系统捕获在运动过程中的手臂/下肢压力信号，对人体运动意图进行判别，最后进行助力机器人力随动自适应控制：根据人类运动规律，分解人类各关节在运动时的仿生轨迹图，并依据轨迹图制定机器人电动缸跟踪轨迹以实现该仿生动作。

A Development Method of Intelligent Booster Robot System Based on Heavy-duty Handling

The invention discloses a development method of an intelligent power-assisted robot system based on heavy haul handling, which includes the following steps: firstly, the research of human motion characteristics, the construction of human body handling model and motion characteristics database for all parts of human body in the process of human body handling, and then the development of flexible pressure sensing array: the flexibility of micro-nano structure and multiple sensing units is adopted. Pressure sensor array is integrated into the booster robot to realize real-time and accurate detection of human arm/lower limb pressure related parameters; and then multi-sensor human motion intention discrimination: using multi-sensor information acquisition system to capture the arm/lower limb pressure signal in the process of motion, discriminate human motion intention, and finally self-adaptive force servo of the booster robot. Should be controlled: According to the human motion law, decompose the bionic trajectory of human joints in motion, and make the tracking trajectory of the robot electric cylinder according to the trajectory diagram to achieve the bionic action.

【技术实现步骤摘要】
一种基于重载搬运的智能助力机器人系统的研制方法
本专利技术涉及机器人系统研制
，具体是一种基于重载搬运的智能助力机器人系统的研制方法。
技术介绍
随着经济的快速发展与制造业的繁荣发展，工业生产的重载搬运需求量越来越大。与人们生活和工农业生产密切的产品，如粮食、面粉、水泥、化肥、饲料、农副产品和矿产品等粉粒状物料大都采用袋包装，而袋装物料在生产运输过程中都离不开物料的搬运和装卸。目前我国袋装物料的仓库搬运和装卸运输方式主要是靠肩扛和小车拉，由于装卸工作的负载大、劳动强度大、工作效率低，越来越少的工人愿意从事这一行业，造成了很多企业重载搬运的“用工难、用工贵”的现状。因此，如何解决工业应用中的重载搬运的巨大需求量与当今中国社会人力资源短缺，人力成本昂贵的现状之间的矛盾已经成为中国工业急需解决的难题之一。尽管一些企业试图采用工业机器人完成重载搬运，但因为重载搬运和装卸作业往往要求工作空间变化大、灵活度大，而工业机器人并不具备可移动性、在工作空间、灵活度、智能程度等多方面仍与传统的人工作业有较大的差距。由于这些限制因素，工业机器人至今无法满足工厂的实际需求。针对人工作业的“可移动性高、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于重载搬运的智能助力机器人系统的研制方法，其特征在于，包括如下步骤：(S100)人体运动特征规律研究：采用高速摄影系统、三维激光动态测试系统、以及六维力传感器系统，对人体搬运过程中人体各部位，尤其是手臂/下肢各关节的在各个瞬时运动状态和受力情况进行量化分析，构建人体搬运模型与运动特征数据库；(S200)柔性压力传感阵列的研制：研发一种结构简单、高灵敏度、高精确度且耐用的具有微纳米结构和多个感知单元的柔性压力传感器阵列，并将其集成于助力机器人，实现对人体手臂/下肢压力相关参数的实时精确检测；(S300)多传感器人体运动意图判别：采用多传感器信息获取系统捕获在运动过程中的手臂/下肢压力信...

【技术特征摘要】
1.一种基于重载搬运的智能助力机器人系统的研制方法，其特征在于，包括如下步骤：(S100)人体运动特征规律研究：采用高速摄影系统、三维激光动态测试系统、以及六维力传感器系统，对人体搬运过程中人体各部位，尤其是手臂/下肢各关节的在各个瞬时运动状态和受力情况进行量化分析，构建人体搬运模型与运动特征数据库；(S200)柔性压力传感阵列的研制：研发一种结构简单、高灵敏度、高精确度且耐用的具有微纳米结构和多个感知单元的柔性压力传感器阵列，并将其集成于助力机器人，实现对人体手臂/下肢压力相关参数的实时精确检测；(S300)多传感器人体运动意图判别：采用多传感器信息获取系统捕获在运动过程中的手臂/下肢压力信号，对人体运动意图进行判别。通过机器人各关节运动角度和力学传感器信息，对人体运动意图判别进行后置判断与纠错，并在线更新运动姿态样本库。多传感器信息中接触力传感器将用于穿戴者运动意图的判别，而关节角度和力传感器将用于意图判别的校验及纠错；(S400)助力机器人力随动自适应控制：根据人类运动规律，分解人类各关节在运动时的仿生轨迹图，并依据轨迹图制定机器人电动缸跟踪轨迹以实现该仿生动作；伺服电缸的控制策略将随动控制与自适应鲁棒控制相结合。2.根据权利要求1所述的一种基于重载搬运的智能助力机器人系统的研制方法，其特征在于，所述步骤(S100)的具体方法为：通过研究人类主要部位的体积、重量、转动惯量、关节形式以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朋，黄银花，王琨，
申请(专利权)人：淮安信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32