一种机械手、配合多机械手的夹持套件、控制系统技术方案

本发明专利技术属于机械控制技术领域，公开了一种机械手、配合多机械手的夹持套件、控制系统，夹持控制系统包括：机械手参数获取模块、待夹持物翻转模块、待夹持物固定模块、待夹持物图像采集模块、图像传输模块、中央控制模块、图像分析模块、待夹持物质量测定模块、待夹持物信息汇总模块、机械手选择模块、待夹持物夹持模块。本发明专利技术通过进行机械手信息及待夹持物信息实现对机械手的选择，选择的机械手更符合待夹持物的形态和重量需求，实现对待夹持物更稳定、方便的夹持，减少对待夹持物带来的损坏。本发明专利技术的机械手夹持系统结构简单，能够依据不同需求进行机械手的针对性选择，实现机械手合理利用，延长机械手使用寿命和减少对待夹持物的损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种机械手、配合多机械手的夹持套件、控制系统
本专利技术属于机械控制
，尤其涉及一种机械手、配合多机械手的夹持套件、控制系统。
技术介绍
目前，机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。随着网络技巧的发展，机械手的联网操作问题也是以后发展的方向。工业机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。但是现有的工业机械手在夹持前无法进行待夹持物的信息获取，进行夹持效果差。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的工业机械手在夹持前无法进行待夹持物的信息获取，进行夹持效果差。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种机械手、配合多机械手的夹持套件、控制系统。本专利技术是这样实现的，一种配合多机械手的夹持控制系统，所述配合多机械手的夹持控制系统包括：机械手参数获取模块，与中央控制模块连接，用于通过机械手参数获取程序进行各机械手参数的获取；所述机械手参数包括机械手规格参数与机械手运行参数；所述通过机械手参数获取程序进行各机械手参数的获取，包括：根据带有未知负载的双关节机械手臂的动力学特性，得到机械手的动力学方程；所述机械手的动力学方程为：其中，q1、分别是机械手臂相对于水平坐标轴的角度、角速度和角加速度，q2、分别是机械手臂2相对于机械手臂1的角度、角速度和角加速度，τ1、τ2分别是关节1和关节2的输入力矩，ε＝mel1lcecos(δe)，η＝mel1lcesin(δe)，e2＝g/l1；m1是机械手臂1的质量，l1是机械手臂1的长度，lc1是机械手臂1质心相对于关节1的距离，I1是机械手臂1相对于质心的转动惯量，g是重力加速度，机械手臂2连同负载视为一个整体，me是质量，lce是质心相对于关节2的距离，Ie是相对于质心的转动惯量，δe是质心与机械手臂2的夹角；根据带有未知负载的双关节机械手臂动力学方程，将其中未知物理参数的函数进行变量分离，得到未知物理参数的函数被分离后的表达式；所述未知物理参数的函数被分离后的表达式为：Ya＝τ，其中a是包含未知参数函数的矩阵，是一个2×4矩阵，a＝[αβεη]T，τ＝[τ1τ2]T；其中，α、β、ε、η为未知参数，τ是输入力矩根据未知物理参数的函数被分离后的表达式，设计遗传算法，对带有未知负载的双关节机械手臂参数进行辨识；将通过MATLAB仿真得到的辨识值与测量值进行比较，实现对双关节机械手臂在带有未知负载时的物理参数的辨识；待夹持物翻转模块，与中央控制模块连接，用于通过待夹持物翻转程序进行待夹持物多个方向的翻转，得到翻转后的待夹持物；待夹持物固定模块，与中央控制模块连接，用于通过待夹持物固定装置进行翻转后的待夹持物的固定，得到固定好的待夹持物；待夹持物图像采集模块，与中央控制模块连接，用于通过设置在待夹持物上方的摄像头在对待夹持物进行翻转固定后采集待夹持物不同角度的图像，得到待夹持物图像；图像传输模块，与中央控制模块连接，用于通过图像传输程序进行获取的机械手参数与待夹持物图像的传输；中央控制模块，与机械手参数获取模块、待夹持物翻转模块、待夹持物固定模块、待夹持物图像采集模块、图像传输模块连接，用于通过主控机对各连接模块的运行进行控制，保证各个模块正常运行。进一步，所述配合多机械手的夹持控制系统还包括：图像分析模块，与中央控制模块连接，用于通过图像分析程序进行待夹持物图像的分析，得到图像分析结果；所述图像分析结果包括待夹持物性状、待夹持物规格；待夹持物质量测定模块，与中央控制模块连接，用于通过设置在待夹持物固定装置上的压力传感器进行待夹持物质量的测定，得到待夹持物质量；待夹持物信息汇总模块，与中央控制模块连接，用于通过待夹持物信息汇总程序进行待夹持物图像、图像分析结果、待夹持物质量的汇总，得到待夹持物汇总信息；机械手选择模块，与中央控制模块连接，用于通过机械手选择程序依据获取的机械手参数以及待夹持物汇总信息进行机械手的选择，得到选定的机械手；待夹持物夹持模块，与中央控制模块连接，用于通过选定的机械手进行待夹持物的夹持。进一步，所述设计遗传算法包括：确定决策变量及各种约束条件，即确定出个体的表现型X和问题的解空间；建立优化模型，即确定出目标函数的类型及数学描述形式或量化方法；确定表示可行解的染色体编码方法，即确定出个体的基因型x及遗传算法的搜索空间；确定个体适应度的量化评价方法，即确定出由目标函数值到个体适应度函数的转换规则；设计遗传算子，即确定选择运算、交叉运算、变异运算遗传算子的具体操作方法；确定遗传算法的有关运行参数以及确定出由个体表现型X到个体基因型x的对应关系或转换方法。进一步，所述通过图像传输程序进行获取的机械手参数与待夹持物图像的传输，包括：在接收到服务器基于SPICE协议发送的当前帧图像与上一帧图像的变化图像时，将所述变化图像与所述上一帧图像进行合成，以获得当前帧图像；将获得的所述当前帧图像划分为多个宏块，分别对每个宏块执行相应的编码压缩处理；将所述多个宏块执行编码压缩处理后的编码压缩图像传输至所述服务器，以供所述服务器将所述编码压缩数据发送至终端，供所述终端在接收到所述编码压缩数据时，对所述编码压缩数据进行解码后获得所述当前帧图像。进一步，所述将获得的所述当前帧图像划分为多个宏块，分别对每个宏块执行相应的编码压缩处理，包括：将获得的所述当前帧图像划分为多个宏块，分别判断每个宏块是否为P-SKIP前向预测宏块；当宏块为P-SKIP宏块时，对所述宏块执行P-SKIP宏块编码压缩处理；当宏块不为P-SKIP宏块时，对所述宏块执行P宏块编码压缩处理。进一步，所述将获得的所述当前帧图像划分为多个宏块，包括：确定所述变化图像对应的宏块坐标范围；将获得的所述当前帧图像划分为多个宏块，确定每个宏块的参考坐标；依次判断每个宏块的参考坐标是否处于所述变化图像对应的宏块坐标范围内；在宏块的参考坐标处于所述变化图像对应的宏块坐标范围内时，判断所述宏块为P-SKIP宏块；在宏块的参考坐标不处于所述变化图像对应的宏块坐标范围内时，判断所述宏块不为P-SKIP宏块。进一步，所述通过主控机对各连接模块的运行进行控制，包括：进行灰色预测控制。进一步，所述进行灰色预测控制，包括：通过灰色模型进行控制；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配合多机械手的夹持控制系统，其特征在于，所述配合多机械手的夹持控制系统包括：/n机械手参数获取模块，与中央控制模块连接，用于通过机械手参数获取程序进行各机械手参数的获取；所述机械手参数包括机械手规格参数与机械手运行参数；/n所述通过机械手参数获取程序进行各机械手参数的获取，包括：/n根据带有未知负载的双关节机械手臂的动力学特性，得到机械手的动力学方程；所述机械手的动力学方程为：/n

【技术特征摘要】
1.一种配合多机械手的夹持控制系统，其特征在于，所述配合多机械手的夹持控制系统包括：
机械手参数获取模块，与中央控制模块连接，用于通过机械手参数获取程序进行各机械手参数的获取；所述机械手参数包括机械手规格参数与机械手运行参数；
所述通过机械手参数获取程序进行各机械手参数的获取，包括：
根据带有未知负载的双关节机械手臂的动力学特性，得到机械手的动力学方程；所述机械手的动力学方程为：



其中，q1、分别是机械手臂相对于水平坐标轴的角度、角速度和角加速度，q2、分别是机械手臂2相对于机械手臂1的角度、角速度和角加速度，τ1、τ2分别是关节1和关节2的输入力矩，ε＝mel1lcecos(δe)，η＝mel1lcesin(δe)，e2＝g/l1；m1是机械手臂1的质量，l1是机械手臂1的长度，lc1是机械手臂1质心相对于关节1的距离，I1是机械手臂1相对于质心的转动惯量，g是重力加速度，机械手臂2连同负载视为一个整体，me是质量，lce是质心相对于关节2的距离，Ie是相对于质心的转动惯量，δe是质心与机械手臂2的夹角；
根据带有未知负载的双关节机械手臂动力学方程，将其中未知物理参数的函数进行变量分离，得到未知物理参数的函数被分离后的表达式；所述未知物理参数的函数被分离后的表达式为：Ya＝τ，其中a是包含未知参数函数的矩阵，是一个2×4矩阵，a＝[αβεη]T，τ＝[τ1τ2]T；



其中，α、β、ε、η为未知参数，τ是输入力矩
根据未知物理参数的函数被分离后的表达式，设计遗传算法，对带有未知负载的双关节机械手臂参数进行辨识；
将通过MATLAB仿真得到的辨识值与测量值进行比较，实现对双关节机械手臂在带有未知负载时的物理参数的辨识；
待夹持物翻转模块，与中央控制模块连接，用于通过待夹持物翻转程序进行待夹持物多个方向的翻转，得到翻转后的待夹持物；
待夹持物固定模块，与中央控制模块连接，用于通过待夹持物固定装置进行翻转后的待夹持物的固定，得到固定好的待夹持物；
待夹持物图像采集模块，与中央控制模块连接，用于通过设置在待夹持物上方的摄像头在对待夹持物进行翻转固定后采集待夹持物不同角度的图像，得到待夹持物图像；
图像传输模块，与中央控制模块连接，用于通过图像传输程序进行获取的机械手参数与待夹持物图像的传输；
中央控制模块，与机械手参数获取模块、待夹持物翻转模块、待夹持物固定模块、待夹持物图像采集模块、图像传输模块连接，用于通过主控机对各连接模块的运行进行控制，保证各个模块正常运行。


2.如权利要求1所述配合多机械手的夹持控制系统，其特征在于，所述配合多机械手的夹持控制系统还包括：
图像分析模块，与中央控制模块连接，用于通过图像分析程序进行待夹持物图像的分析，得到图像分析结果；所述图像分析结果包括待夹持物性状、待夹持物规格；
待夹持物质量测定模块，与中央控制模块连接，用于通过设置在待夹持物固定装置上的压力传感器进行待夹持物质量的测定，得到待夹持物质量；
待夹持物信息汇总模块，与中央控制模块连接，用于通过待夹持物信息汇总程序进行待夹持物图像、图像分析结果、待夹持物质量的汇总，得到待夹持物汇总信息；
机械手选择模块，与中央控制模块连接，用于通过机械手选择程序依据获取的机械手参数以及待夹持物汇总信息进行机械手的选择，得到选定的机械手；
待夹持物夹持模块，与中央控制模块连接，用于通过选定的机械手进行待夹持物的夹持。


3.如权利要求1所述配合多机械手的夹持控制系统，其特征在于，所述设计遗传算法包括：
确定决策变量及各种约束条件，即确定出个体的表现型X和问题的解空间；
建立优化模型，即确定出目标函数的类型及数学描述形式或量化方法；
确定表示可行解的染色体编码方法，即确定出个体的基因型x及遗传算法的搜索空间；
确定个体适应度的量化评价...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，
申请(专利权)人：弘丰塑胶制品深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44