CN109131630A - 一种复合机器人和复合机器人的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种复合机器人和复合机器人的控制方法。其中，复合机器人包括：自动导引运输车AGV控制系统；所述AGV控制系统包括：相连接的主控制器和驱动机构；所述驱动机构包括至少一个转向轮和至少两个驱动轮；至少两个所述驱动轮分别设置在AGV车体底部的左右两侧，至少一个所述转向轮设置在AGV车体底部，且与车体底部的中轴线的距离在预设距离范围内；所述主控制器用于控制至少一个转向轮的转向以及控制至少两个驱动轮的转速。本发明实施例公开的复合机器人起到柔性运输的目的，有效避免抖料及摔料现象。
Description
技术领域
本发明实施例涉及机器人技术，尤其涉及一种复合机器人和复合机器人的控制方法。
背景技术
随着工业自动化的发展和不断改变的市场环境，企业对于机器人智能化解决方案提出了更高的要求。智能制造需要更新型的、模块化的、丰富多样的，尤其是移动式的生产方案。
自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，AGV)是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。有的自动导引运输车上安装有机械臂，称为复合机器人，其作为一种集成智能移动平台和协作机械臂于一身的新型机器人，其具有更加智能化、自主性和高灵活度的特点。
现有的AGV采用6个轮行进，6个轮分布在AGV车体底部的前部、中部和后部，这导致在路面不平时，很难保证6个轮在一个平面上，所以现有的复合机器人在移动过程中由于路面不平与车轮结构设计导致车体颠簸，颠簸易发生抖料及摔料情况，使得复合机器人的稳定性、安全性和可靠性较低。
发明内容
本发明实施例提供一种复合机器人和复合机器人的控制方法，以提高复合机器人的稳定性、安全性和可靠性。
第一方面，本发明实施例提供了一种复合机器人，包括：自动导引运输车AGV控制系统；
所述AGV控制系统包括：相连接的主控制器和驱动机构；
所述驱动机构包括至少一个转向轮和至少两个驱动轮；
至少两个所述驱动轮分别设置在AGV车体底部的左右两侧，至少一个所述转向轮设置在AGV车体底部，且与车体底部的中轴线的距离在预设距离范围内；
所述主控制器用于控制至少一个转向轮的转向以及控制至少两个驱动轮的转速。
第二方面，本发明实施例还提供了一种复合机器人的控制方法，适用于任一实施例所述的复合机器人，包括：
主控制器获取至少一个转向轮的转向控制指令，以及至少两个驱动轮的转速控制指令；
主控制器根据至少一个转向轮的转向控制指令，控制对应的转向轮的转向；以及，
主控制器根据至少两个驱动轮的转速控制指令，控制对应的驱动轮的转速；
其中，至少两个所述驱动轮分别设置在AGV车体底部的左右两侧，至少一个所述转向轮设置在AGV车体底部，且与车体底部的中轴线的距离在预设距离范围内。
本发明实施例中，采用至少一个转向轮和至少两个驱动轮作为驱动机构。至少两个驱动轮分别设置在AGV车体底部的左右两侧，至少一个转向轮设置在AGV车体底部，且与车体底部中轴线的距离在预设距离范围内，这种设置方法有利于克服由于路面不平及多轮情况下，导致的抖料及摔料现象，起到一种柔性运输的目的。尤其采用三个轮系：一个转向轮加两个驱动轮驱动时，轮系少，容易处在一个平面上，有效避免抖料及摔料现象，提高复合机器人的稳定性、安全性和可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种复合机器人的底部结构示意图；
图2a是本发明实施例二提供的一种复合机器人的结构示意图；
图2b是本发明实施例二提供的一种复合机器人的底部结构示意图；
图3是本发明实施例三提供的一种复合机器人的结构示意图；
图4是本发明实施例四提供的一种第二非接触式防碰检测机构的安装结构示意图以及局部放大图；
图5是本发明实施例五提供的一种抱闸电路和解抱闸电路图；
图6是本发明实施例提供的一种复合机器人的控制系统的结构示意图；
图7是本发明实施例六提供的一种复合机器人的控制方法的流程图。
其中，10、复合机器人；11、AGV控制系统；110、主控制器；111、驱动机构；1110、驱动轮；1111、转向轮；113、AGV车体；114、第一非接触式防碰检测机构；115、接触式防碰检测机构；1151、压力传感器；1152、缓冲气囊；116、安装支架；12、机械臂控制系统；120、机械臂控制器；121、机械臂；122、第二非接触式防碰检测机构；13、末端控制系统；130、末端控制器；131、末端工具；140、基座；150、外部接口；160、直流电源；170、不间断电源；180、继电器；181、拨动开关；182、抱闸；183、续流二极管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种复合机器人的底部结构示意图，如图1所示，复合机器人10包括AGV控制系统。AGV控制系统包括相连接的主控制器110和驱动机构。主控制器110安装在AGV车体113内，因此，从复合机器人10的底部不能看到主控制器110，主控制器110采用虚线矩形框示意。
驱动机构包括至少一个转向轮1111和至少两个驱动轮1110；其中，转向轮1111用于带动AGV车体113进行转向，该转向轮1111可以是万向轮。驱动轮1110用于带动AGV车体113前进或后退。
至少两个驱动轮1110分别设置在AGV车体113底部的左右两侧，至少一个转向轮1111设置在AGV车体113底部，且与车体底部的中轴线的距离在预设距离范围内。可选地，预设距离范围可以以车行进过程中不侧翻、不颠簸为基础，多次试验获得。
图1示出了2个驱动轮1110和1个转向轮1111，三者构成等腰三角形。转向轮1111设置在车体底部的中轴线上，并位于AGV车体113底部的前侧。
主控制器110用于控制至少一个转向轮1111的转向以及控制至少两个驱动轮1110的转速。
可选地，驱动机构还包括差速电机和转向电机，转向电机控制转向轮1111，两个驱动轮1110固定在两个差速电机上。可选地，驱动机构还包括差速电机驱动器、转向电机驱动器、减速机、编码器和抱闸，主控制器110分别与差速电机驱动器、转向电机驱动器和编码器相连接，差速电机驱动器与差速电机连接，差速电机通过减速机与驱动轮1110连接。转向电机驱动器与转向电机连接，转向电机与转向轮1111连接。
主控制器110获取至少一个转向轮1111的转向控制指令，并发送至转向电机驱动器；以及获取至少两个驱动轮1110的转速控制指令，并对应发送至差速电机驱动器；差速电机驱动器接收主控制器110的转速控制指令，控制差速电机的转速。转向电机驱动器接收主控制器110的转向控制指令，控制转向电机的转向。编码器可以实时监测电机的运行速度，反馈给主控制器110，实现速度闭环控制。
本发明实施例中，采用至少一个转向轮1111和至少两个驱动轮1110作为驱动机构。至少两个驱动轮1110分别设置在AGV车体113底部的左右两侧，至少一个转向轮1111设置在AGV车体113底部，且与车体底部中轴线的距离在预设距离范围内，这种设置方法有利于克服由于路面不平及多轮情况下，导致的抖料及摔料现象，起到一种柔性运输的目的。尤其采用三个轮系：一个转向轮1111加两个驱动轮1110驱动时，轮系少，容易处在一个平面上，有效避免抖料及摔料现象，提高复合机器人10的稳定性、安全性和可靠性。
实施例二
图2a是本发明实施例二提供的一种复合机器人的结构示意图。AGV控制系统还包括：第一非接触式防碰检测机构114和接触式防碰检测机构115。
可选地，第一非接触式防碰检测机构114包括：非接触式激光防碰检测机构或超声波防碰检测机构。第一非接触式防碰检测机构114设置在AGV车体113上，可选地，如图2a所示，第一非接触式防碰检测机构114设置在AGV车体113的前后正中间位置。
接触式防碰检测机构115设置在AGV的车体底部。接触式防碰检测机构115和第一非接触式防碰检测机构114与主控制器110连接；主控制器110用于根据接触式防碰检测机构115的检测信号和第一非接触式防碰检测机构114的检测信号，控制复合机器人10。
可选地，接触式防碰检测机构115包括缓冲机构和防碰传感器；防碰传感器与主控制器110连接；防碰传感器的检测端嵌入缓冲机构内；缓冲机构设置在AGV车体113底部。
在一示例中，主控制器110根据第一非接触式防碰检测机构114的检测信号确定障碍物所在的防碰区域；如果防碰区域是减速区，主控制器110降低至少两个驱动轮1110的转速；如果防碰区域是停止区，主控制器110控制驱动机构停止动作。
图2b是本发明实施例二提供的一种复合机器人的底部结构示意图。图2b中，接触式防碰检测机构115采用压力传感器1151加缓冲气囊1152的组合来实现，缓冲气囊1152安装在AGV车体113底部的安装支架116上，压力传感器1151的检测端嵌入进缓冲气囊1152，压力传感器1151的输出端连接主控制器110，当缓冲气囊1152受到碰撞后，缓冲气囊1152内部压力出现变化，压力传感器1151输出变化信号给主控制器110，主控制器110根据接触式防碰检测机构115的检测信号确定接触到障碍物，并控制驱动机构停止动作。同时缓冲气囊1152可以起一个缓冲作用，避免由于碰撞造成的车体与障碍物的损坏，待接触式防碰检测机构和第一非接触式防碰检测机构114均检测到障碍物移除后，复合机器人10继续未完成的动作或任务。
本实施例中，采用第一非接触式和接触式防碰检测机构来检测障碍物，提高障碍物检测的准确性。考虑到第一非接触式防碰检测机构114可能失效情况，增加接触式防碰检测机构115作为冗余，能够充分保障车与障碍物的安全性。
可选地，除了第一非接触式和接触式防碰检测机构之外，AGV控制系统还包括多种检测机构，例如红外传感器、温度传感器、重力传感器等。主控制器110用于接收各检测机构的检测数据，对检测数据进行处理和运算，规划运动路径，输出控制指令，同时通过无线电台或者电缆与调度系统进行通讯，接收调度系统的命令，执行相应的任务，同时保持与与机械臂控制器120之间的信息交互。
可选地，AGV控制系统还包括：与主控制器110连接的导航单元。导航单元采用自然导航方式，自然导航不需要设置反光板或其它标志物，只需要利用场景中已有的物体，用户可以完全自由地安排或重新安排复合机器人10在仓库或厂房内的移动路径。自然导航可以实现高动态变化环境自主定位，自动避障功能。且具有安装时间短、成本低以及对运行的影响最小化等特点，可以更加便捷的扩展系统以及为复合机器人10创建新的路径。可选地，导航单元与主控制器110通过RS232来通讯。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种复合机器人的结构示意图。图3中，复合机器人10还包括：机械臂控制系统。机械臂控制系统包括相连接的机械臂控制器120和机械臂121，机械臂控制器120和主控制器110连接。机械臂控制器120用于控制机械臂121的运动。机械臂控制器120与主控制器110连接。具体地，机械臂控制器120与主控制器110通过无线方式或者有线方式进行信息交互。值得说明的是，图3中示出的机械臂控制器120仅表示机械臂控制器120所在的位置，在实际应用场景中，机械臂控制器120一般设置在机械臂控制系统的内部，避免受到损害。
机械臂控制器120与主控制器110之间除了信息交互外，还增设了IO状态交互，以实现机械臂控制系统与AGV控制系统之间的互锁联动。机械臂控制器120与主控制器110实时监测对方的状态并作出相应的反应。具体地，机械臂控制器120用于接收主控制器110的状态信息，并根据主控制器110的状态信息对机械臂121进行控制；主控制器110用于接收机械臂控制器120的状态信息，并根据机械臂控制器120的状态信息对驱动机构111进行控制。
示例性地，主控制器110和机械臂控制器120需实时监测对方的4种IO状态信息，分别是:正在运行、正常停止、避障停止与故障。具体地，机械臂控制器120用于接收主控制器110的状态信息，并根据主控制器110的状态信息对机械臂121进行控制，包括以下操作方式中的至少一种：机械臂控制器120用于接收主控制器110的正在运行状态信息，并根据主控制器110的正在运行状态信息控制机械臂121停止动作；机械臂控制器120用于接收主控制器110的正常停止状态信息，并根据主控制器110的正在停止状态信息控制机械臂121执行动作；机械臂控制器120用于接收主控制器110的避障停止状态信息，并根据主控制器110的避障停止状态信息控制机械臂121停止动作；机械臂控制器120用于接收主控制器110的故障状态信息，并根据主控制器110的故障状态信息控制机械臂121停止动作。
反之亦然，主控制器110用于接收机械臂控制器120的状态信息，并根据机械臂控制器120的状态信息对驱动机构进行控制，包括以下操作方式中的至少一种：主控制器110用于接收机械臂控制器120的正在运行状态信息，并根据机械臂控制器120的正在运行状态信息控制驱动机构停止动作；主控制器110用于接收机械臂控制器120的正常停止状态信息，并根据机械臂控制器120的正常停止状态信息控制驱动机构执行动作；主控制器110用于接收机械臂控制器120的避障停止状态信息，并根据机械臂控制器120的避障停止状态信息控制驱动机构停止动作；主控制器110用于接收机械臂控制器120的故障状态信息，并根据机械臂控制器120的故障状态信息控制驱动机构停止动作。
可选地，机械臂控制系统还包括：扩展模块。扩展模块分别连接机械臂控制器120与机械臂121，并位于机械臂控制器120与机械臂121之间。扩展模块与机械臂控制器120之间通过无线方式或者有线方式通讯，例如Ethernet通讯方式。扩展模块主要的功能包括：接口及通讯模块的扩展，扩展模块连接到机械臂121的电机驱动器上，根据机械臂的121通讯方式不同，选择相应的扩展模块。通过更换不同的通讯模块，可以兼容不同通讯方式的机械臂121，提高不同通讯方式的机械臂121的通用性。
可选地，机械臂控制系统12还包括：与机械臂121的电机驱动器和直流电源(例如后续实施例中的锂电池)分别连接的逆变单元，逆变单元可置于AGV车体113内。逆变单元用于将直流电转换成交流电。如果机械臂121采用直流供电，则不启动逆变单元，如果机械臂121采用交流供电，启动逆变单元将直流电源的电流转换成交流电，从而为机械臂121的电机驱动器供电。可见，由于逆变单元的存在，复合机器人10可以兼容采用直流供电的机械臂和采用交流供电的机械臂。
结合图3，复合机器人10还包括末端控制系统。末端控制系统包括：相连接的末端控制器130和末端工具131。可选地，末端控制器130可以是可编程逻辑控制器、单片机或者DSP等。末端工具131包括但不限于夹爪。值得说明的是，图3中示出的末端控制器130仅表示末端控制器130所在的位置，在实际应用场景中，末端控制器130一般设置在末端控制系统的内部，避免受到损害。
末端工具131与机械臂121连接，末端控制器130与机械臂控制器120连接；末端控制器130用于检测到机械臂121位于指定位置或者呈现指定姿态时，对末端工具131进行控制，从而实现复合机器人10精确抓取和搬运物料。其中，指定位置和指定姿态可以根据执行任务设自主设置。
具体地，末端控制系统还包括与末端控制器130连接的感知模块，感知模块包括但不限于视觉系统、激光测距及倾角等传感器。末端控制器130用于根据感知模块的检测信号，确定机械臂121的位置和姿态。
可选地，末端控制器130具备以太网接口，通过无线电台采用无线通讯方式实现与调度系统的交互。例如，接收调度系统发出的作业命令，并应答命令的执行情况及机械臂的当前状态等。
可选地，结合图3，复合机器人10还包括基座140，用于支撑机械臂控制系统。机械臂控制系统安装在基座140上，基座140安装在AGV控制系统上。通过更换不同的基座140，可以满足不同负载的机械臂121的安装需求，经过试验，复合机器人10可以兼容0-20KG负载机械臂。
实施例四
本实施例中，机械臂控制系统还包括：第二非接触式防碰检测机构。可选地，第二非接触式防碰检测机构包括非接触式激光防碰检测机构或超声波防碰检测机构。
第二非接触式防碰检测机构设置在AGV车体的侧板上。具体地，第二非接触式防碰检测机构有以下两种安装方式。
第一种安装方式：第二非接触式防碰检测机构设置在AGV车体的左侧板或者右侧板上；第二非接触式防碰检测机构的安装方向与左侧板或者右侧板垂直，第二非接触式防碰检测机构122的检测面平行于左侧板或者右侧板向上。这样，第二非接触式防碰检测机构可以检测机械臂活动的左右两侧的上空是否有障碍物。图4是本发明实施例四提供的一种第二非接触式防碰检测机构122的安装结构示意图以及局部放大图。具体地，第二非接触式防碰检测机构122设置在AGV车体113的左侧板上，安装方向分别与所在的侧板垂直，扫描方向平行于所在侧板向上。当然，第二非接触式防碰检测机构122还可以设置在AGV车体113的右侧板上，图4中未示出。
第二种安装方式：第二非接触式防碰检测机构设置在AGV车体的前侧板或者后侧板上；第二非接触式防碰检测机构的安装方向与前侧板或者后侧板垂直，第二非接触式防碰检测机构的检测面平行于前侧板或者后侧板向上。这样，第二非接触式防碰检测机构可以检测机械臂活动的前后两侧上空是否有障碍物。
值得说明的是，第二非接触式防碰检测机构的数量可以为至少一个，并安装在AGV车体的侧板的任意位置。第二非接触式防碰检测机构的扫描面可以平行于侧板向上以检测机械臂活动的左右两侧的上空是否有障碍物，还可以平行于侧板水平向前或者向后以检测AGV车体的前后两侧是否有障碍物。当然，其扫描面的朝向可以是任意方向，以检测扫描方向是否有障碍物。
第二非接触式防碰检测机构122与机械臂控制器120和主控制器110连接；机械臂控制器120用于根据第二非接触式防碰检测机构122的检测信号，控制机械臂121。主控制器110用于根据第二非接触式防碰检测机构122的检测信号，控制驱动机构。
具体地，在复合机器人10移动过程中，第二非接触式防碰检测机构122进行障碍物扫描，并向主控制器110发送检测信号。当检测信号指示检测到障碍物时，主控制器110控制驱动机构停止动作。当检测信号指示未检测到障碍物时或者障碍物移除时，主控制器110控制驱动机构继续动作。
主控制器110检测到复合机器人10到达工位停止后，且机械臂121动作时，主控制器110会屏蔽掉位于机械臂动作一侧的第二非接触式防碰检测机构122，另一侧的第二非接触式防碰检测机构122则正常运行。例如，机械臂在AGV车体113的左侧上空动作，主控制器110屏蔽掉AGV车体113的右侧板上的第二非接触式防碰检测机构122。AGV车体113的左侧板上的第二非接触式防碰检测机构122正常运行，并将检测信号发送至机械臂控制器120，机械臂控制器120对检测信息进行解析确定该检测信号指示检测到障碍物时，机械臂控制器120控制机械臂121停止动作。然后，当从检测信号中确定障碍物移除时，机械臂控制器120控制机械臂121继续动作。
可选地，本发明实施例的机械臂选用协作臂取代工业机械臂，协作臂具有碰撞检测及牵引试教功能，牵引试教功能可以省去复杂的运动控制编程工作，碰撞检测通过检测母线电流的异常变化来停止机械臂的动作，达到保护机械臂或障碍物的目的。
此外，图4还示出了与主控制器110连接的外部接口150。外部接口150包括但不限于按钮、指示灯、蜂鸣器、外设接口连接器与显示屏等输入输出设备，显示屏主要用于显示复合机器人10的运动状态、电源的状态信息、运动控制参数的输入与一些模块的功能性手动测试。
实施例五
本实施例对上述实施例进一步优化，具体地，复合机器人10还包括：抱闸机构、不间断电源170和直流电源160。
图5是本发明实施例五提供的一种抱闸电路和解抱闸电路图。在图5中，直流电源160与不间断电源170连接，不间断电源170与抱闸机构连接；抱闸机构包括依次连接的继电器180、拨动开关181和抱闸182，抱闸并联有续流二极管183。继电器180与主控制器110连接，抱闸182与驱动机构111连接，具体地，抱闸182与差速电机连接。其中，不间断电源170指不会因短暂停电中断、可以一直供应高品质电源、有效保护精密仪器的电源设备。
值得说明的是，图5示出的直流电源160为48V转24V直流电源，相应地，不间断电源170的电压也是24V，但不限于此。直流电源160与不间断电源170的电压相同即可。
可选地，复合机器人10由直流电源供电，例如48V锂电池。锂电池后端有48V转24V直流电源和48V转12V直流电源。除此之外还包括24V直流(Direct Current，DC)不间断电源170。其中，锂电池输出的48V电力主要给驱动机构、机械臂121的电机驱动器和末端工具131的电机驱动器供电；48V转12V直流电源用于为显示屏、键盘等输入输出设备供电。48V转24V直流电源用于为控制设备和抱闸机构供电，控制设备包括主控制器110、机械臂控制器120和末端控制器130，24VDC不间断电源170用于为抱闸机构供电。
可选地，在48V直流电源的输出端并联一制动模块，当机械臂121或驱动机构111制动时，制动模块用于消耗机械臂121或驱动机构111制动时的再生能量，防止再生能量对48V直流电源的冲击，48V直流电源与主控制器110之间采用CAN总线通讯，电池的状态信息可以实时在输出设备上显示。
拨动开关181接触第一触点(NC)时，直流电源160、继电器180和抱闸182构成抱闸电路。主控制器110控制继电器180闭合，抱闸182在直流电源160的电流作用下打开；继电器180打开，抱闸182失电制动驱动轮1110。
可选地，在复合机器人10上电启动后，主控制器110控制继电器180闭合，抱闸182打开，从而在主控制器110的控制作用下，差速电机带动驱动轮1110行进。如果直流电源160能够正常供电的话，直流电源160直接为抱闸182供电，不需要不间断电源170供电。当主控制器110失效或者直流电源160供电异常时，继电器180失电打开，抱闸182失电抱死驱动电机，从而制动驱动轮1110。
制动驱动轮1110后，复合机器人10无法移动，用户可将拨动开关181拨动到第二触点(NO)。拨动开关181接触第二触点时，不间断电源170、继电器180和抱闸182构成解抱闸电路。如果直流电源160不能正常供电的话，不间断电源170自动为抱闸182供电。抱闸182在不间断电源170的电流作用下解抱闸，即抱闸182打开，从而在主控制器110的控制作用下，差速电机带动驱动轮1110行进。
本实施例中，当主控制器110失效或者直流电源160供电异常时，通过抱闸电路制动驱动轮1110，保障复合机器人10的安全。通过解抱闸电路能够在直流电源160供电异常或主控制器110失效的情况下方便快速移车。
在上述各实施例中，如图6所示，复合机器人10主要包括3个控制系统：AGV控制系统11、机械臂控制系统12及末端控制系统13。三个控制器各司其职，分别控制不同的机构，其中主控制器110与机械臂控制器120之间进行交互，机械臂控制器120与末端控制器130之间进行交互。相较于单个控制器，软件编程简单，系统容错性好，一个系统出现故障，不影响其它系统的使用，维护方便。
实施例六
图7是本发明实施例六提供的一种复合机器人的控制方法的流程图，本实施例可适用于对上述各实施例提供的复合机器人进行控制的情况，该方法可以由复合机器人10中的主控制器110来执行，该主控制器110可以由硬件和/或软件构成，并集成在复合机器人10中。具体包括如下步骤：
S110、主控制器获取至少一个转向轮的转向控制指令，以及至少两个驱动轮的转速控制指令。
S120、主控制器根据至少一个转向轮的转向控制指令，控制对应的转向轮的转向。
S130、主控制器根据至少两个驱动轮的转速控制指令，控制对应的驱动轮的转速。
可选地，主控制器110可以从输入设备获取用户输入的转向控制指令和转速控制指令，也可以根据复合机器人10的当前状态和环境状态确定转向控制指令和转速控制指令。复合机器人10的当前状态包括但不限于行进状态、停止状态；环境状态包括但不限于周围是否有障碍物。在一示例中，复合机器人10前方有障碍物，主控制器110根据该环境信息，获取至少两个驱动轮1110的转速控制指令：令转速为0。
本实施例中，复合机器人10包括AGV控制系统，AGV控制系统安装在AGV车体113内。至少两个驱动轮1110分别设置在AGV车体113底部的左右两侧，至少一个转向轮1111设置在AGV车体113底部，且与车体底部的中轴线的距离在预设距离范围内。可选地，预设距离范围可以以车行进过程中不侧翻、不颠簸为基础，多次试验获得。
优选地，驱动轮1110的数量为2个，且分别设置在AGV车体113底部的左右两侧，转向轮1111的数量为1个，且设置在车体底部的中轴线上，并位于AGV车体113底部的前侧。
本实施例中，采用至少一个转向轮1111和至少两个驱动轮1110作为驱动机构111。至少两个驱动轮1110分别设置在AGV车体113底部的左右两侧，至少一个转向轮1111设置在AGV车体113底部，且与车体底部的中轴线的距离在预设距离范围内，这种设置方法有利于克服由于路面不平及多轮情况下，导致的抖料及摔料现象，起到一种柔性运输的目的。尤其采用三个轮系：一个转向轮1111加两个驱动轮1110驱动时，轮系少，容易处在一个平面上，更益避免抖料及摔料现象。
在上述实施例或者下述实施例中，复合机器人10的控制方法还包括：主控制器110根据第一非接触式防碰检测机构114的检测信号确定障碍物所在的防碰区域；如果防碰区域是减速区，主控制器110降低至少两个驱动轮1110的转速；如果防碰区域是停止区，主控制器110控制驱动机构111停止动作。
可选地，在主控制器110关联的存储器中预先存储第一非接触式防碰检测机构114的检测信号与障碍区所在的防碰区域的对应关系。根据该对应关系确定检测信号对应的防碰区域。防碰区域包括减速区和停止区，减速区在停止区之外，例如，停止区的范围是以复合机器人10的当前位置为中心以第一距离为半径的圆形区域，减速区是以复合机器人10的当前位置为中心以第一距离为内圆半径，以第二距离为外圆半径的圆环，第二距离大于第一距离。
如果障碍物在减速区，则主控制器110获取对于驱动轮1110的减速控制指令，并根据减速控制指令降低对应的驱动轮1110的转速。如果障碍物在停止区，则主控制器110获取驱动机构111和停止动作控制指令，并根据停止动作控制指令分别控制对应的驱动机构111停止动作。可选地，控制驱动机构111停止动作可以通过主控制器110控制抱闸电路中的继电器180打开，抱死驱动轮1110实现。
进一步地，复合机器人10的控制方法还包括：主控制器110根据接触式防碰检测机构115的检测信号确定接触到障碍物；主控制器110控制驱动机构111停止动作。具体地，主控制器110接收到接触式防碰机构115发送的检测信号后，对检测信号进行解析确定该检测信号指示检测到障碍物时，主控制器110控制驱动机构111停止动作。
关于第一非接触式防碰检测机构114和接触式防碰检测机构115的描述详见上述各实施例，此处不再赘述。
在上述实施例或者下述实施例中，复合机器人10的控制方法还包括：机械臂控制器120根据第二非接触式防碰检测机构122的检测信号，控制机械臂。主控制器110根据第二非接触式防碰检测机构122的检测信号，控制驱动机构。
具体地，主控制器110接收到第二非接触式防碰检测机构122的检测信号后，对检测信号进行解析确定该检测信号指示检测到障碍物时，控制驱动机构停止动作。然后，主控制器110继续接收第二非接触式防碰检测机构122的检测信号，当从检测信号中确定障碍物移除时，控制驱动机构继续动作。
主控制器110检测到复合机器人10到达工位停止后，且机械臂121动作时，主控制器110会屏蔽掉位于机械臂动作一侧的第二非接触式防碰检测机构122，另一侧的第二非接触式防碰检测机构122则正常运行。处于正常运行状态的第二非接触式防碰检测机构122将检测信号发送至机械臂控制器120，机械臂控制器120对检测信息进行解析确定该检测信号指示检测到障碍物时，机械臂控制器120控制机械臂121停止动作。然后，当从检测信号中确定障碍物移除时，机械臂控制器120控制机械臂121继续动作。
关于第二非接触式防碰检测机构122的描述详见上述各实施例，此处不再赘述。
在上述实施例或者下述实施例中，复合机器人10的控制方法还包括：末端控制器130检测到机械臂121位于指定位置或者呈现指定姿态时，对末端工具131进行控制。具体地，末端控制器130连接有感知模块，感知模块包括但不限于视觉系统、激光测距及倾角等传感器。末端控制器130根据感知模块的检测信号，确定机械臂121的位置和姿态。可选地，末端控制器130与调度系统进行交互，并控制机械臂的当前状态。
在上述各实施例中，复合机器人10的控制方法还包括：机械臂控制器120接收主控制器110的状态信息，并根据主控制器110的状态信息对机械臂进行控制；主控制器110接收机械臂控制器120的状态信息，并根据机械臂控制器120的状态信息对驱动机构进行控制，从而实现AGV控制系统11与机械臂控制系统12之间的互锁联动，提高复合机器人10的安全性、稳定性和可靠性。
具体地，机械臂控制器120接收主控制器110的状态信息，并根据主控制器110的状态信息对机械臂121进行控制，包括以下操作方式中的至少一种：
机械臂控制器120接收主控制器110的正在运行状态信息，并根据主控制器110的正在运行状态信息控制机械臂121停止动作；
机械臂控制器120接收主控制器110的正常停止状态信息，并根据主控制器110的正在停止状态信息控制机械臂121执行动作；
机械臂控制器120接收主控制器110的避障停止状态信息，并根据主控制器110的避障停止状态信息控制机械臂121停止动作；
机械臂控制器120接收主控制器110的故障状态信息，并根据主控制器110的故障状态信息控制机械臂121停止动作。
具体地，主控制器110接收机械臂控制器120的状态信息，并根据机械臂控制器120的状态信息对驱动机构进行控制，包括以下操作方式中的至少一种：
主控制器110接收机械臂控制器120的正在运行状态信息，并根据机械臂控制器120的正在运行状态信息控制驱动机构停止动作；
主控制器110接收机械臂控制器120的正常停止状态信息，并根据机械臂控制器120的正常停止状态信息控制驱动机构执行动作；
主控制器110接收机械臂控制器120的避障停止状态信息，并根据机械臂控制器120的避障停止状态信息控制驱动机构停止动作；
主控制器110接收机械臂控制器120的故障状态信息，并根据机械臂控制器120的故障状态信息控制驱动机构停止动作。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种复合机器人，其特征在于，包括：自动导引运输车AGV控制系统；
所述AGV控制系统包括：相连接的主控制器和驱动机构；
所述驱动机构包括至少一个转向轮和至少两个驱动轮；
至少两个所述驱动轮分别设置在AGV车体底部的左右两侧，至少一个所述转向轮设置在AGV车体底部，且与车体底部的中轴线的距离在预设距离范围内；
所述主控制器用于控制至少一个转向轮的转向以及控制至少两个驱动轮的转速。
2.根据权利要求1所述的复合机器人，其特征在于，所述AGV控制系统还包括：第一非接触式防碰检测机构和接触式防碰检测机构；
所述接触式防碰检测机构和第一非接触式防碰检测机构与所述主控制器连接；
所述接触式防碰检测机构设置在所述AGV车体底部，所述第一非接触式防碰检测机构设置在AGV车体上；
所述主控器用于根据接触式防碰检测机构的检测信号和第一非接触式防碰检测机构的检测信号，控制复合机器人。
3.根据权利要求1或2所述的复合机器人，其特征在于，还包括：机械臂控制系统；
所述机械臂控制系统包括：相连接的机械臂控制器和机械臂；
所述机械臂控制器和所述主控制器连接；
所述机械臂控制器用于接收主控制器的状态信息，并根据主控制器的状态信息对机械臂进行控制；
所述主控制器用于接收机械臂控制器的状态信息，并根据机械臂控制器的状态信息对驱动机构进行控制。
4.根据权利要求3所述的复合机器人，其特征在于，所述机械臂控制系统还包括：第二非接触式防碰检测机构；
所述第二非接触式防碰检测机构与所述机械臂控制器和主控制器连接；
所述机械臂控制器用于根据第二非接触式防碰检测机构的检测信号，控制所述机械臂；
所述主控制器用于根据第二非接触式防碰检测机构的检测信号，控制驱动机构；
所述第二非接触式防碰检测机构设置在AGV车体的侧板上。
5.一种复合机器人的控制方法，其特征在于，适用于权利要求1-4中任一项所述的复合机器人，包括：
主控制器获取至少一个转向轮的转向控制指令，以及至少两个驱动轮的转速控制指令；
主控制器根据至少一个转向轮的转向控制指令，控制对应的转向轮的转向；以及，
主控制器根据至少两个驱动轮的转速控制指令，控制对应的驱动轮的转速；
其中，至少两个所述驱动轮分别设置在AGV车体底部的左右两侧，至少一个所述转向轮设置在AGV车体底部，且与车体底部的中轴线的距离在预设距离范围内。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
主控制器根据第一非接触式防碰检测机构的检测信号确定障碍物所在的防碰区域；
如果所述防碰区域是减速区，主控制器降低至少两个驱动轮的转速；
如果所述防碰区域是停止区，主控制器控制所述驱动机构停止动作。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
主控制器根据接触式防碰检测机构的检测信号确定接触到障碍物；
主控制器控制所述驱动机构停止动作。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
机械臂控制器接收主控制器的状态信息，并根据主控制器的状态信息对机械臂进行控制；
主控制器接收机械臂控制器的状态信息，并根据机械臂控制器的状态信息对驱动机构进行控制。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，机械臂控制器接收主控制器的状态信息，并根据主控制器的状态信息对机械臂进行控制，包括以下操作方式中的至少一种：
机械臂控制器接收主控制器的正在运行状态信息，并根据主控制器的正在运行状态信息控制机械臂停止动作；
机械臂控制器接收主控制器的正常停止状态信息，并根据主控制器的正在停止状态信息控制机械臂执行动作；
机械臂控制器接收主控制器的避障停止状态信息，并根据主控制器的避障停止状态信息控制机械臂停止动作；
机械臂控制器接收主控制器的故障状态信息，并根据主控制器的故障状态信息控制机械臂停止动作。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，主控制器接收机械臂控制器的状态信息，并根据机械臂控制器的状态信息对驱动机构进行控制，包括以下操作方式中的至少一种：
主控制器接收机械臂控制器的正在运行状态信息，并根据机械臂控制器的正在运行状态信息控制驱动机构停止动作；
主控制器接收机械臂控制器的正常停止状态信息，并根据机械臂控制器的正常停止状态信息控制驱动机构执行动作；
主控制器接收机械臂控制器的避障停止状态信息，并根据机械臂控制器的避障停止状态信息控制驱动机构停止动作；
主控制器接收机械臂控制器的故障状态信息，并根据机械臂控制器的故障状态信息控制驱动机构停止动作。
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