专利汇可以提供一种移动机械手控制系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种移动机械手的控制系统,适用于移动平台、机械手和视觉系统等模 块 并行、协调的工作,其所控制的移动机械手系统包括移动平台和机械手,所述控制系统,包括主控计算机、显示器、 单片机 、伺服 电机 、 伺服电机 驱动器 、光电 编码器 、步进电机、步进电机驱动器、两块运动控制卡、摄像头、 图像采集 卡、红外 传感器 、超声传感器、电源和 PCI总线 ;根据待执行的任务,及移动平台和机械手的当前 位置 ,主控计算机进行移动平台和机械手的路径规划;操作人员以显示器对主控计算机下达开始命令;控制移动机械手系统完成移动操作任务。本发明能在复杂未知环境中完成 指定 任务,并保证系统综合性能最优地实现移动平台、机械手、视觉系统的协调控制。,下面是一种移动机械手控制系统专利的具体信息内容。
1.一种移动机械手控制系统,其所控制的移动机械手系统包括一个全方位移动平台和一个五自由度的机械手,其中,移动平台为封闭容体,其下方设有多个偏心万向轮,其顶端中心部位垂直设一柱状滑轨,柱状滑轨一侧设有机械手,机械手由肩、上臂、前臂、腕和手五部分以及连接各部分的关节组成,机械手的肩连接在柱状滑轨一侧的滑块上;其特征在于,所述控制系统,包括主控计算机、显示器、单片机、伺服电机、伺服电机驱动器、光电编码器、步进电机、步进电机驱动器、两块运动控制卡MC1和MC2、摄像头、图像采集卡、红外传感器、超声传感器、电源系统和PCI总线;其中,主控计算机设有显示器和PCI总线,两块运动控制卡MC1和MC2和图像采集卡安装在主控计算机的PCI插槽中; 单片机、伺服电机、伺服电机驱动器、光电编码器和电源系统置于移动平台的容腔内,红外传感器和超声传感器设于移动平台外周圆面上; 运动控制卡MC1分别与单片机、伺服电机驱动器输入端和光电编码器输出端电连接,单片机分别与红外传感器和超声传感器电连接,伺服电机分别与伺服电机驱动器输出端和光电编码器输入端电连接,且伺服电机分别与移动平台下方的偏心万向轮动连接; 步进电机驱动器置于移动平台容腔内,其输入端与运动控制卡MC2电连接,输出端与步进电机电连接,步进电机分别设于机械手的各个关节处,并与关节动连接; 摄像头固设于柱状滑轨顶端,与图像采集卡电连接。
2. 如权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述主控计算机设 于移动平台容腔内,以有线方式与移动机械手系统通讯。
3. 如权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述显示器固设于 移动平台上的柱状滑轨一侧。
4. 如权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述超声传感器安 装在移动平台的外周圆面中间位置,红外传感器安装在移动平台的外周圆 面下部。
5. 如权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述伺服电机和伺 服电机驱动器,都为多个,每个偏心万向轮有两组伺服电机和伺服电机驱动器,分别控制偏心万向轮的滚动与转向。
6. —种如权利要求1所述的控制系统的操作方法,其特征在于,包 括下列步骤:a) 首先,移动平台按照漫游方式或人工操作方式在未知环境中运 动,主控计算机综合来自图像采集卡及单片机的图像信号、超 声传感器、红外传感器和光电编码器的数据和信息进行环境地 图的构建;b) 根据待执行的任务,以及移动平台和机械手的当前位置,主控 计算机进行移动平台和机械手的路径规划,在进行路径规划时,有三种模式选择:1)如果待操作目标远离移动平台,则首先规划移动平台的运动路径,使得移动平台接近待操作目标;2)如果待操作目标进入了机械手的操作空间,则进行机械手的运动路径规划;3)如果单独靠机械手的运动无法有效完成任务,则将移动平台和机械手作为一个整体考虑,规划出二者并行、协调运动的路径;c) 路径规划好后,由操作人员通过显示器对主控计算机下达开始 控制命令;d) 主控计算机按照规划好的路径,计算出各个伺服电机和步进电 机的控制量,然后通过运动控制卡MC1和运动控制卡MC2,将 控制量发给伺服电机驱动器和步进电机驱动器,驱动伺服电机 和步进电机,使得移动平台和机械手按照规划好的路径运动;e) 完成任务。
7. 如权利要求6所述的操作方法,其特征在于,所述d)步,在运 动过程中,摄像头、超声传感器、红外传感器和光电编码器互相配合,实 时地进行定位和路径跟踪检测,主控计算机根据返回的数据和信息与规划 路径进行比较,采用先进的控制算法保证跟踪精度,实时校正误差,保证 移动机械手按照规划的路径完成移动和操作。
8. 如权利要求6所述的操作方法,其特征在于,所述d)步,在运 动过程中,如果检测到环境中有未知障碍物存在,主控计算机将根据检测 到的障碍物的位置、大小、是否运动的信息,重新进行路径规划;整个过 程反复进行,直到移动机械手系统完成最终的移动操作任务。
9.如权利要求6所述的操作方法,其特征在于,所述d)步,在运动 过程中,如果出现死锁或其它异常情况,操作人员可以通过显示器向主控 计算机下达停止命令。
10.如权利要求6所述的操作方法,其特征在于,所述控制系统具有开放性,维护人员可以通过修改主控计算机的控制程序,提高控制系统 的性能,完成指定任务。
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