【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环卫车，具体涉及一种自动上料机械臂控制方法及系统。
技术介绍
1、随着科技的进步，人们健康、安全、环保的意识越来越强，人工成本越来越高。在工业4.0时代，自动化、智能化控制进一步提升的背景下，垃圾桶自动上料作为垃圾车自动收转运垃圾的最重要一环，其最贴近居民生活，实现垃圾桶自动接近、抱紧、上料、安全收转运已经成为一种趋势。
2、但是在目前的环卫行业内，现有的机械臂控制方法和系统还停留在人为手动干预垃圾桶摆放随意、环境干涉物干扰的阶段，自动化程度低，作业周期长，工作人员工作强度大、作业环境恶劣。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种自动上料机械臂控制方法及系统，可以进行环境监测与安全作业区域识别，机械臂自动且安全到达垃圾桶位置实现桶摆正、抱紧、移动、提升、倾倒、回位的全自动化垃圾收集过程控制。
2、本专利技术提供了如下的技术方案：
3、第一方面，提供一种自动上料机械臂控制方法，包括：获取机械臂的周围环境状态及作业区域的行人状态，并对机械臂的周围环境状态及作业区域的行人状态进行安全判断；当判断机械臂的周围环境状态及作业区域的行人状态均安全时，获取操作人员发出的自动上料指令；控制机械臂伸出到达垃圾桶所在位置，并将垃圾桶摆正抱紧；控制机械臂将垃圾桶收回并提升倾倒，垃圾倾倒结束后将垃圾桶送回原位；控制机械臂自动收回归位，自动上料结束。
4、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述对机械臂的周围环境状态进
5、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述对作业区域的行人状态进行安全判断的方法包括：获取机械臂的移动速度为v、行人的预设速度范围va～vb以及预设时间间隔内行人的位置距离变化；根据预设时间间隔内行人的位置距离变化计算出行人的移动速度v1；当行人位置在警示区d1且v1<v且v1∈[va,vb]时，控制机械臂向行人发出远离避让的语音提示；当行人位置自警示区d1向危险区d2移动且v1≥v且v1＞vb时，控制机械臂向行人发出远离避让的语音提示且暂停作业动作，待行人离开作业区域作业动作继续；当行人位置在危险区d2时，控制机械臂向行人发出远离避让的语音提示且暂停作业动作，待行人离开作业区域作业动作继续。
6、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述控制机械臂伸出到达垃圾桶所在位置，并将垃圾桶摆正抱紧的方法包括：控制机械臂伸出，检测运行区间内存在干涉物，结合经验数据的运行习惯规划运行方向，同时根据机械臂周围干涉物的实时监测信息，不断校准运行路径，自动避开运行区间内的干涉物，到达垃圾桶位置；判断机械臂的抱抓机构是否靠近垃圾桶，并在执行抱紧过程中识别垃圾桶摆放姿态，控制抱抓机构摆正垃圾桶，继续抱抓、调整，直至最终确认垃圾桶抱紧。
7、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述控制机械臂将垃圾桶收回并提升倾倒，垃圾倾倒结束后将垃圾桶送回原位的方法包括：控制机械臂的抱抓机构先上升使垃圾桶离地，然后收回机械臂至指定位置；控制所述抱抓机构上升至最高点并执行倾倒动作；倾倒结束后，控制所述抱抓机构下降至垃圾桶起始离地高度，所述机械臂伸出至垃圾桶原始位置，所述抱抓机构下降直至垃圾桶到达地面，送回垃圾桶。
8、第二方面，提供一种自动上料机械臂控制系统，包括：环境安全监测单元，用于对所述机械臂的周围环境状态进行安全监测；行人保护单元，用于对所述机械臂作业区域内的行人状态进行安全监测；机械臂结构控制单元，用于控制所述机械臂作业动作；中央处理单元，分别与环境安全监测单元、行人保护单元及机械臂结构控制单元连接，用于执行第一方面中任一项所述的自动上料机械臂控制方法。
9、作为本专利技术的一种优选技术方案，还包括桶摆正与抱紧判断单元，与所述中央处理单元通信连接，用于监测垃圾桶摆放情况以及所述抱抓机构与垃圾桶的抱紧情况，并将抱紧情况反馈给所述中央处理单元。
10、作为本专利技术的一种优选技术方案，还包括记忆与学习单元，与所述中央处理单元通信连接，用于记忆垃圾桶的起始位置，保证垃圾桶自动回位能准确执行，同时根据同区域内垃圾桶收集数据形成区域习惯性算法，在执行自动回收时将实时数据和习惯性算法发送给所述中央处理单元。
11、作为本专利技术的一种优选技术方案，还包括反馈与诊断单元，与所述中央处理单元通信连接，用于判断各传感器及运行机构的反馈信号是否存在异常，并将异常信号发送给所述中央处理单元。
12、作为本专利技术的一种优选技术方案，还包括显示与报警单元，与所述中央处理单元通信连接，用于接收所述中央处理单元的指令信息，做出信息显示和报警提示，同时向所述中央处理单元反馈信号。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
14、1、本专利技术提供了一种自动上料机械臂控制方法，控制方法包括：获取机械臂的周围环境状态及作业区域的行人状态，并对机械臂的周围环境状态及作业区域的行人状态进行安全判断；当判断机械臂的周围环境状态及作业区域的行人状态均安全时，获取操作人员发出的自动上料指令；控制机械臂伸出到达垃圾桶所在位置，并将垃圾桶摆正抱紧；控制机械臂将垃圾桶收回并提升倾倒，垃圾倾倒结束后将垃圾桶送回原位；控制机械臂自动收回归位，自动上料结束。采用全自动上料机械臂，实现环境监测与安全作业区域识别，机械臂能够自动且安全到达垃圾桶位置实现桶摆正、抱紧、移动、提升、倾倒、回位的全自动化垃圾收集过程控制，大大减少人为干预，减少人工成本，降低工人劳动强度，有效提升工作安全性。
15、2、本专利技术提供了一种自动上料机械臂控制系统，控制系统包括：中央处理单元、环境安全监测单元、行人保护单元、桶摆正与抱紧判断单元、机械臂结构控制单元、记忆与学习单元、反馈与诊断单元、显示与报警单元。几个单元相互配合，实现械臂全自动化垃圾收集过程的控制，提升作业效率和通用性。
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1.一种自动上料机械臂控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自动上料机械臂控制方法，其特征在于，所述对机械臂的周围环境状态进行安全判断的方法包括：
3.根据权利要求1所述的自动上料机械臂控制方法，其特征在于，所述对作业区域的行人状态进行安全判断的方法包括：
4.根据权利要求1所述的自动上料机械臂控制方法，其特征在于，所述控制机械臂伸出到达垃圾桶所在位置，并将垃圾桶摆正抱紧的方法包括：
5.根据权利要求1所述的自动上料机械臂控制方法，其特征在于，所述控制机械臂将垃圾桶收回并提升倾倒，垃圾倾倒结束后将垃圾桶送回原位的方法包括：
6.一种自动上料机械臂控制系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的自动上料机械臂控制系统，其特征在于，还包括桶摆正与抱紧判断单元，与所述中央处理单元通信连接，用于监测垃圾桶摆放情况以及所述抱抓机构与垃圾桶的抱紧情况，并将抱紧情况反馈给所述中央处理单元。
8.根据权利要求6所述的自动上料机械臂控制系统，其特征在于，还包括记忆与学习单元，与所述中央处理单元
9.根据权利要求6所述的自动上料机械臂控制系统，其特征在于，还包括反馈与诊断单元，与所述中央处理单元通信连接，用于判断各传感器及运行机构的反馈信号是否存在异常，并将异常信号发送给所述中央处理单元。
10.根据权利要求6所述的自动上料机械臂控制系统，其特征在于，还包括显示与报警单元，与所述中央处理单元通信连接，用于接收所述中央处理单元的指令信息，做出信息显示和报警提示，同时向所述中央处理单元反馈信号。
...【技术特征摘要】
1.一种自动上料机械臂控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自动上料机械臂控制方法，其特征在于，所述对机械臂的周围环境状态进行安全判断的方法包括：
3.根据权利要求1所述的自动上料机械臂控制方法，其特征在于，所述对作业区域的行人状态进行安全判断的方法包括：
4.根据权利要求1所述的自动上料机械臂控制方法，其特征在于，所述控制机械臂伸出到达垃圾桶所在位置，并将垃圾桶摆正抱紧的方法包括：
5.根据权利要求1所述的自动上料机械臂控制方法，其特征在于，所述控制机械臂将垃圾桶收回并提升倾倒，垃圾倾倒结束后将垃圾桶送回原位的方法包括：
6.一种自动上料机械臂控制系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的自动上料机械臂控制系统，其特征在于，还包括桶摆正与抱紧判断单元，与所述中央处理单元通信连接，用于监测垃圾桶...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙进，张亚龙，张凯，许海川，
申请(专利权)人：徐州徐工环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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