CN110497407A - 一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统，包括运动控制器，所述运动控制器的输出端与CCD图像传感器的输入端电性连接，所述运动控制器的输出端与光电传感器的输入端电性连接，所述运动控制器的输出端与红外传感器的输入端电性连接，所述运动控制器的输出端与驱动器的输入端电性连接。本发明通过设置CCD图像传感器、光电传感器和红外传感器，具有实现工业机器人对目标进行智能轨迹跟踪抓取的优点。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，具体为一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统。
背景技术
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器，它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动，随着工业机器人应用场景的不断扩展，应用任务对工业机器人的性能提出了越来越高的要求，目前，现有技术中存在，工业机器人对于目标的跟踪效果不理想，影响了对于目标的捕获和下一步工序的运作，局限性较大，因此有必要对现有技术进行改进，以解决上述问题。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统，包括运动控制器，所述运动控制器的输出端与CCD图像传感器的输入端电性连接，所述运动控制器的输出端与光电传感器的输入端电性连接，所述运动控制器的输出端与红外传感器的输入端电性连接，所述运动控制器的输出端与驱动器的输入端电性连接。
优选的，所述运动控制器、CCD图像传感器、光电传感器和红外传感器分别通过导线与键控一体平台之间并联电性连接。
优选的，所述驱动器的输出端通过导线与电机机器人手臂驱动末端串联电性连接。
优选的，所述运动控制器对建立的机器人运动模型展开的方式为泰勒展开。
优选的，所述运动控制器对于运动模型在泰勒展开，以及限定条件下积分所得的线性离散模型采用的处理方式为递推处理。
（三）有益效果
本发明提供了一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统，具备以下有益效果：
本发明通过设置驱动器、运动控制器、CCD图像传感器、光电传感器和红外传感器，具有实现工业机器人进行智能轨迹跟踪的效果，解决了现有工业机器人在对于目标进行追踪的过程中，反应缓慢，灵敏性能不足的问题，通过CCD图像传感器、光电传感器和红外传感器对目标的位置和光电电信号进行捕捉检测，并输送至运动控制器，运动控制器对信号接收并处理，进行对目标的识别，并通过捕获的位置信息进行机器人运动模型的建立，由对运动模型的泰勒展开、积分和递推处理，实现对期望值的计算确定，由运动控制器对驱动器进行电机机器人手臂驱动末端进行控制，进而实现工业机器人对目标进行灵敏度高且准确的抓取。
附图说明
图1为本发明原理示意图；
图2为本发明整体流程示意图；
图3为本发明轨迹跟踪流程示意图。
图中附图标记为：1、运动控制器；2、驱动器；3、光电传感器；4、红外传感器；5、CCD图像传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统，包括运动控制器1，运动控制器1的、输出端与CCD图像传感器5的输入端电性连接，运动控制器1的输出端与光电传感器3的输入端电性连接，运动控制器1的输出端与红外传感器4的输入端电性连接，运动控制器1的输出端与驱动器2的输入端电性连接，驱动器2为伺服电机，伺服电机型号为Y2100L2，属于现有技术，运动控制器1型号为Q173，属于现有技术，CCD图像传感器5型号为TCD141C，属于现有技术，光电传感器3型号为SX670，属于现有技术，红外传感器4型号为SE2470，属于现有技术，通过将CCD图像传感器5、红外传感器4和光电传感器3的输出端与运动控制器1的输入端电性连接，实现运动控制器1对CCD图像传感器5、红外传感器4和光电传感器3数据信号的接收，通过运动控制器1的输出端与驱动器2输入端之间的电性连接，实现对驱动器2的控制。
该一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统的具体步骤设置为：
S1：通过键控一体平台对CCD图像传感器5、光电传感器3和红外传感器4进行操作控制，对目标位置和光电电信号进行捕捉，并实时传输至运动控制器1；
S2：运动控制器1接收数据信号，并对数据信号进行处理，实现对目标的识别跟踪，以起始点作为原点，获取跟踪目标的位置信息；
S3：根据获取的位置信息，建立机器人运动模型，并对运动模型进行泰勒展开，以得到对应的线性模型；
S4：对线性模型进行积分，并在预设限定的条件下得到线性离散模型，并对离散模型进行递推处理，得到预测误差函数；
S5：根据预测误差函数确定输入量变化的目标函数，并将目标函数转换为以输入增量为自变量的第二目标函数。
S6：根据第二目标函数确定期望值，以期望值输入机器人控制系统，运动控制器1对驱动器2进行控制，使得驱动器2对电机机器人手臂末端进行控制，实现对目标的捕获抓取。
进一步，运动控制器1、CCD图像传感器5、光电传感器3和红外传感器4分别通过导线与键控一体平台之间并联电性连接，通过键控一体平台对CCD图像传感器5、光电传感器3和红外传感器4进行控制，实现工业机器人有序的作业。
进一步，驱动器2的输出端通过导线与电机机器人手臂驱动末端串联电性连接，通过驱动器2对电机机器人手臂驱动末端进行控制，便于电机机器人手臂驱动末端对手臂进行控制。
进一步，运动控制器1对建立的机器人运动模型展开的方式为泰勒展开，通过泰勒展开对运动模型进行函数的近似运算。
进一步，运动控制器1对于运动模型在泰勒展开，以及限定条件下积分所得的线性离散模型采用的处理方式为递推处理，通过对线性离散模型进行递推处理，以得到预测误差函数，便于根据预测误差函数确定输入量变化的目标函数。
工作原理：通过CCD图像传感器5、光电传感器3和红外传感器4对目标的位置和光电电信号进行捕捉检测，并将检测到的数据信号输送至运动控制器1，运动控制器1对数据信号进行接收和处理，对目标进行识别跟踪，并以原始点作为原点，获取跟踪目标的位置信息，并根据获取位置信息建立机器人的运动模型，对运动模型进行泰勒展开、积分和在预设限定条件下的递推处理，以得到预测误差函数，根据预测误差函数确定输入变化的目标函数，将目标函数转换为第二目标函数，并以第二目标函数确定期望值，以期望值输入机器人控制系统，通过运动控制器1对驱动器2控制，实现工业机器人的运作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统，包括运动控制器（1），其特征在于：所述运动控制器（1）的输入端与CCD图像传感器（5）的输出端电性连接，所述运动控制器（1）的输入端与光电传感器（3）的输出端电性连接，所述运动控制器（1）的输入端与红外传感器（4）的输出端电性连接，所述运动控制器（1）的输出端与驱动器（2）的输入端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统，其特征在于：所述运动控制器（1）、CCD图像传感器（5）、光电传感器（3）和红外传感器（4）分别通过导线与键控一体平台之间并联电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统，其特征在于：所述驱动器（2）的输出端通过导线与电机机器人手臂驱动末端串联电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统，其特征在于：所述运动控制器（1）对建立的机器人运动模型展开的方式为泰勒展开。
5.根据权利要求1所述的一种应用于工业机器人的驱控一体智能轨迹跟随系统，其特征在于：所述运动控制器（1）对于运动模型在泰勒展开，以及限定条件下积分所得的线性离散模型采用的处理方式为递推处理。
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