本发明专利技术属于智能移动作业机器人技术领域，具体涉及一种手眼脚协调控制的移动作业机器人，即一种以视觉感知系统作为机器人的“眼”，移动本体的驱动轮系统作为机器人的“脚”，机械臂及末端执行机构所构成的“手”进行协同运作的作业机器人，依据权重系数确定移动本体、机械臂及末端执行机构的控制量，在移动本体处于移动状态的同时，机械臂位姿调整和末端执行器动作同时进行，且末端执行机构完成作业预备动作。本发明专利技术的移动作业机器人从某种意义上具备了“类人”作业的特征，移动本体移动、机械臂位姿调整、机械臂末端执行机构动作同步进行，作业动作更连贯协调且作业效率更高，整个作业过程更加“类人”，智能化体现更加充分。智能化体现更加充分。智能化体现更加充分。
【技术实现步骤摘要】
一种手眼脚协调控制的移动作业机器人
[0001]本专利技术属于智能移动作业机器人
，具体涉及一种手眼脚协调控制的移动作业机器人。
技术介绍
[0002]当前，移动作业机器人(移动本体上安装有机械臂)，比固定机械臂机器人有更广泛和灵活的应用场合，尤其在工业生产线领域，正在成为智能制造领域的新生力量。
[0003]现有技术中，对移动作业机器人的控制技术，多为分离控制，即移动本体的移动控制和机械臂的控制是分开控制的。这样做的好处是控制实现简单，大部分场合也能满足要求，但缺少了智能性，灵活性，无法像人一样进行“类人”操作作业，工作效率低，灵活性差。该种控制模式下，机器人典型的表现为，移动本体先运动，待移动本体靠近作业对象时停止移动，然后机械臂开始动作，进行操作或作业；整个移动操作过程，机械臂动作和移动本体移动动作不连贯、不协调、操作效率低，智能化程度低。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提出一种手眼脚协调控制的移动作业机器人，包括移动本体、末端执行机构及机械臂的运动控制在同一组三维坐标系中完成，并依据权重系数确定移动本体、机械臂及末端执行机构的动作控制量，在移动本体处于工作位姿的同时，机械臂已完成将末端执行机构带动至执行作业动作的位姿，且末端执行机构完成作业预备动作。本专利技术的移动作业机器人从某种意义上具备了“类人”作业的特征，移动本体移动、机械臂位姿调整、机械臂末端执行机构动作同步进行，作业动作更连贯协调且作业效率更高，整个作业过程更加“类人”，智能化体现更加充分。
[0005]为了达到上述技术目的，本专利技术所采用的具体技术方案为：
[0006]一种手眼脚协调控制的移动作业机器人，包括：
[0007]移动本体，用于产生至作业位姿的移动；
[0008]末端执行机构，用于对作业对象执行作业动作；
[0009]机械臂，设置在所述移动本体上随所述移动本体移动，用于基于伸展动作带动所述末端执行机构至执行所述作业动作的位姿的移动；
[0010]其中：所述移动本体处于移动状态时，所述机械臂进行位姿调整动作；当所述移动本体处于作业位姿时，所述末端执行器完成对所述作业对象的作业预备动作；
[0011]所述移动本体、末端执行机构及机械臂的运动控制在同一组三维坐标系中完成；所述移动作业机器人依据权重系数确定所述移动本体、机械臂及末端执行机构的动作控制量。
[0012]进一步的，在所述三维坐标系下，所述权重系数包括：α1、α2及α3；
[0013]设：
[0014]Ob为作业对象；
[0015]Lo(t)为从当前机器人位置到所述作业对象之间的距离；
[0016]R
bot
为机器人最大臂展半径；
[0017]Larm(t)为机器人在向作业对象方向移动的过程中，机器人臂展长度；
[0018]δ_move(t,Lo(t)，Larm(t))为机器人移动控制量，为时间t、Lo(t)以及Larm(t)的函数；
[0019]δ_arm(t,Lo(t)，Larm(t))为机械臂末端动作控制量，是时间t、Lo(t)以及Larm(t)的函数；
[0020]δ_terminal(t,Lo(t)，Larm(t)):为末端执行机构控制量，是时间t、Lo(t)及Larm(t)的函数；
[0021]δ_robot(t,Lo(t)，Larm(t))为机器人作业控制量，是时间t、Lo(t)以及Larm(t)的函数；
[0022]则：
[0023]δ_robot(t，Lo(t)，Larm(t))＝α1*δ_move(t)+α2*δ_arm(t)+α3*δ_terminal(t)，α1+α2+α3＝1。
[0024]进一步的，当Lo(t)≥2*R
bot
时α1＝1、α2＝0且α3＝0；当Lo(t)<2*R
bot
时，α1≠0、α2≠0且α3≠0。
[0025]进一步的，所述移动本体、机械臂及末端执行机构的动作时间基于所述移动本体距离所述作业对象的距离门限值r1、r2及r3确定。
[0026]进一步的，当r2≤Lo(t)≤r3时，α1＝0.5；α2＝0.3；α3＝0.2；
[0027]当r1≤Lo(t)≤r2时，α1＝0.3；α2＝0.4；α3＝0.3；
[0028]当Lo(t)≤r1时，α1＝0.1；α2＝0.7；α3＝0.2。
[0029]进一步的，所述三维坐标系的基准基于所述移动作业机器人感知坐标标识建立。
[0030]进一步的，所述机器人感知所述坐标标识后得出所述机器人的绝对位置基准，依据所述绝对位置基准建立所述三维坐标系，将所述移动本体引入所述三维坐标系中，依据所述机械臂与所述移动本体之间的位置关系将所述机械臂引入所述三维坐标系中，依据所述末端执行机构与所述机械臂的位置关系将所述末端执行机构引入所述三维坐标系中。
[0031]进一步的，所述坐标标识为二维码标识，设置在所述作业对象所处作业台上。
[0032]进一步的，所述移动作业机器人还包括视觉传感器；所述视觉传感器设置在所述机械臂上，所述二维码标识基于所述视觉传感器扫描。
[0033]进一步的，所述移动作业机器人还包括激光雷达传感器和/或超声传感器；所述激光雷达传感器和/或超声传感器用于测量所述移动作业机器人与外部物体之间的距离和感知所述移动作业机器人周围的障碍物；所述移动作业机器人依据所述激光雷达和/或超声传感器的数据在运动过程中完成避障。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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它的附图。
[0035]图1为本专利技术具体实施方式中二维码标识设置方式示意图；
[0036]图2为本专利技术具体实施方式中移动作业机器人处于三维坐标系中状态示意图；
[0037]图3为本专利技术具体实施方式中移动作业机器人处于XY平面坐标系中状态示意图；
[0038]图4为本专利技术具体实施方式中移动作业机器人基本控制流程框图；
[0039]图5为本专利技术具体实施方式中XY平面坐标系内机器人与作业对象距离关系；
[0040]图6为本专利技术具体实施方式中按照曲线变化的权重值选择图；
[0041]图7手眼脚协调控制时移动本体、机械臂及末端执行机构的运行速度曲线；
[0042]其中：1、作业台；2、作业对象；3、移动本体移动速度曲线；4、机械臂末端移动速度曲线；5、末端执行机构移动速度曲线。
具体实施方式
[0043]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0044]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种手眼脚协调控制的移动作业机器人，其特征在于，包括：移动本体，用于产生至作业位姿的移动；末端执行机构，用于对作业对象执行作业动作；机械臂，设置在所述移动本体上随所述移动本体移动，用于基于伸展动作带动所述末端执行机构至执行所述作业动作的位姿的移动；其中：所述移动本体处于移动状态时，所述机械臂进行位姿调整动作；当所述移动本体处于作业位姿时，所述末端执行器完成对所述作业对象的作业预备动作；所述移动本体、末端执行机构及机械臂的运动控制在同一组三维坐标系中完成；所述移动作业机器人依据权重系数确定所述移动本体、机械臂及末端执行机构的控制量。2.根据权利要求1所述的移动作业机器人，其特征在于：在所述三维坐标系下，所述权重系数包括：α1、α2及α3；设：Ob为作业对象；Lo(t)为从当前机器人位置到所述作业对象之间的距离；R
bot
为机器人最大臂展半径；Larm(t)为机器人在向作业对象方向移动的过程中，机器人臂展长度；δ_move(t,Lo(t)，Larm(t))为机器人移动控制量，为时间t、Lo(t)以及Larm(t)的函数；δ_arm(t,Lo(t)，Larm(t))为机械臂末端动作控制量，是时间t、Lo(t)以及Larm(t)的函数；δ_terminal(t,Lo(t)，Larm(t)):为末端执行机构控制量，是时间t、Lo(t)及Larm(t)的函数；δ_robot(t,Lo(t)，Larm(t))为机器人作业控制量，是时间t、Lo(t)以及Larm(t)的函数；则：δ_robot(t，Lo(t)，Larm(t))＝α1*δ_move(t)+α2*δ_arm(t)+α3*δ_terminal(t)，α1+α2+α3＝1。3.根据权利要求2所述的移动作业机器人，其特征在于：当Lo(t)≥2*R
bot
时α1＝1、α2...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建政，董易，韦鲲，邹金沛，李亮华，
申请(专利权)人：上海飒智智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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