CN112171635A

CN112171635A - 一种远程控制机器人

Info

Publication number: CN112171635A
Application number: CN202011017139.9A
Authority: CN
Inventors: 谢陈江; 谢钢
Original assignee: Shanghai Sihan Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Sihan Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2021-01-05

Abstract

本发明提出了一种远程控制机器人。本发明涉及机器人技术领域。本发明的技术方案：包括底座，底座设置有滑动组件，底座的顶部两侧均设置有侧板，两侧侧板之间滑动连接有抓取组件，底座安装有用于推动抓取组件上下移动的传动组件，抓取组件包括连接件、第一连接段和第二连接段，连接件位于两个侧板之间，第一连接段的一端连接连接件，第一连接段的另一端连接第二连接段，第一连接段与连接件之间设置有第一转动组件。本发明能够增大抓取范围，提高工作效率。

Description

一种远程控制机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种远程控制机器人。

背景技术

机器人(Robot)是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。历史上最早的机器人见于隋炀帝命工匠所营造的木偶机器人，施有机关，有坐、起、拜、伏等能力。机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量,服务人类生活,扩大或延伸人的活动及能力范围。

目前，现有的抓取机器人结构单一，对目标物体进行抓取时抓取角度受设备限制，只能对较小范围角度进行抓取。

发明内容

本发明的目的在于提供一种远程控制机器人，其能够增大抓取范围，提高工作效率。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种远程控制机器人，包括底座，底座设置有滑动组件，底座的顶部两侧均设置有侧板，两侧侧板之间滑动连接有抓取组件，底座安装有用于推动抓取组件上下移动的传动组件。

在本发明的一些实施例中，上述传动组件包括气缸。

在本发明的一些实施例中，上述抓取组件包括连接件、第一连接段和第二连接段，连接件位于两个侧板之间，第一连接段的一端连接连接件，第一连接段的另一端连接第二连接段，第一连接段与连接件之间设置有第一转动组件。

在本发明的一些实施例中，上述还包括第一连接杆，第一转动组件包括安装座，安装座包括两个侧壁，第一连接段位于两个侧壁之间，第一连接杆的一端同时贯穿两个侧壁和第一连接段，第一连接杆的另一端连接有电机。

在本发明的一些实施例中，上述连接件安装有滑轨，安装座与滑轨滑动配合。

在本发明的一些实施例中，上述第一连接段和第二连接段转动连接。

在本发明的一些实施例中，上述还包括第二连接杆，第二连接段包括两个侧壁，第一连接段的一端位于两个侧壁之间，第二连接杆的一端同时贯穿两个侧壁和第一连接段。

在本发明的一些实施例中，上述底座安装于两个用于双目标定的相机。

在本发明的一些实施例中，上述底座的两侧安装有固定杆，任意一个固定杆两端均连接有固定件，固定件与固定杆转动连接，固定件安装有动滑轮。

在本发明的一些实施例中，上述固定件包括顶板和底板，顶板和底板之间设置有支撑杆，固定杆位于底板和底板之间，固定件与固定杆之间通过螺栓连接。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

一种远程控制机器人，包括底座，底座设置有滑动组件，底座的顶部两侧均设置有侧板，两侧侧板之间滑动连接有抓取组件，底座安装有用于推动抓取组件上下移动的传动组件。

上述实施方式中，远程控制机器人由底座组成，底座连接有滑动组件，滑动组件用于远程控制机器人移动，底座的两侧设置有侧板，其中两个侧板对称设置且均设置于底座的边沿处，两个侧板之间设置有用于抓取的抓取组件，其中抓取组件与侧板之间滑动连接，抓取组件可以沿着侧板的长度方向来回滑动，进一步的，底座上安装有用于滑动抓取组件的传动组件，传动组件的一端固定于底座，传动组件的另一端与抓取组件连接，通过传动组件可以使抓取组件上下移动，抓取不同水平高度的目标。

本实施例中，底座通过滑动组件可以随时更换目的地进行抓取，抓取范围更广，进一步的，抓取组件通过传动组件可以实时改变水平高度，在不同的水平高度进行作业，操作范围更广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为本发明实施例一种远程控制机器人结构示意图；

图2为本发明实施例安装座与第一连接段连接示意图；

图3为本发明实施例第一连接段与第二连接段连接示意图；

图4为本发明实施例固定件与固定杆连接示意图。

图中标示：1-底座，2-侧板，3-气缸，4-第一连接段，5-第二连接段， 6-安装座，7-连接件，8-第一连接杆，9-第二连接杆，10-固定杆，11-固定件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例

请参考图1-图4所示。本申请实施例提供的一种远程控制机器人，包括底座1，底座1设置有滑动组件，底座1的顶部两侧均设置有侧板2，两侧侧板2之间滑动连接有抓取组件，底座1安装有用于推动抓取组件上下移动的传动组件。

上述实施方式中，远程控制机器人由底座1组成，底座1连接有滑动组件，滑动组件用于远程控制机器人移动，底座1的两侧设置有侧板2，其中两个侧板2对称设置且均设置于底座1的边沿处，两个侧板2之间设置有用于抓取的抓取组件，其中抓取组件与侧板2之间滑动连接，抓取组件可以沿着侧板2的长度方向来回滑动，进一步的，底座1上安装有用于滑动抓取组件的传动组件，传动组件的一端固定于底座1，传动组件的另一端与抓取组件连接，通过传动组件可以使抓取组件上下移动，抓取不同水平高度的目标。

本实施例中，底座1通过滑动组件可以随时更换目的地进行抓取，抓取范围更广，进一步的，抓取组件通过传动组件可以实时改变水平高度，在不同的水平高度进行作业，操作范围更广。

在本发明的一些实施例中，传动组件包括气缸3。

本实施例中，传动组件为气缸3，气缸3的一端固定安装于底座1，气缸3的伸缩端固定连接于抓取组件，可以通过气缸3的原理带动抓取组件实现不同水平高度作业，操作范围更广。

在本发明的一些实施例中，抓取组件包括连接件7、第一连接段4和第二连接段5，连接件7位于两个侧板2之间，第一连接段4的一端连接连接件7，第一连接段4的另一端连接第二连接段5，第一连接段4与连接件7 之间设置有第一转动组件。

上述实施方式中，抓取组件由第一连接段4、第二连接段5和连接件7 组成，其中，连接件7位于两个侧板2之间且连接件7同时与两个侧板2 滑动连接，连接件7连接第一连接段4，第一连接段4连接第二连接段5，其中第一连接段4与连接件7之间设置有第一转动组件，通过第一转动组件可以使第一连接段4与连接件7相对转动。

本实施例中，第一连接段4与连接件7相对转动可以改变抓取组件的抓取角度，通过多个抓取角度可以抓取更多的目标。

在本发明的一些实施例中，还包括第一连接杆8，第一转动组件包括安装座6，安装座6包括两个侧壁，第一连接段4位于两个侧壁之间，第一连接杆8的一端同时贯穿两个侧壁和第一连接段4，第一连接杆8的另一端连接有电机。

上述实施方式中，第一转动组件由安装座6组成，其中安装座6包括两个侧壁，第一连接段4的一端放置于两个侧壁之间，同时第一连接杆8 同时贯穿两个侧壁和第一连接段4的一端，其中第一连接杆8与第一连接段4固定连接，第一连接杆8与两个侧壁转动连接，其中，第一连接杆8 可以相对两个侧壁相对转动，第一连接杆8转动带动第一连接段4转动。

在本发明的一些实施例中，连接件7安装有滑轨，安装座6与滑轨滑动配合。

本实施例中，连接件7沿着长度方向设置有滑轨，其中安装座6与滑轨滑动配合，此设计可以抓取更多位置的目标。

在本发明的一些实施例中，第一连接段4和第二连接段5转动连接。

本实施例中，第一连接段4和第二连接段5转动连接，可以通过改变第一连接段4和第二连接段5之间的角度改变抓取的角度，操作范围更广。

在本发明的一些实施例中，还包括第二连接杆9，第二连接段5包括两个侧壁，第一连接段4的一端位于两个侧壁之间，第二连接杆9的一端同时贯穿两个侧壁和第一连接段4。

上述实施方式中，第二连接段5与第一连接段4连接的一端包括两个侧壁，第一连接段4的一端置于上述两个侧壁之间，其中第二连接杆9同时贯穿上述两个侧壁和第一连接段4，此时第一连接段4和第二连接段5形成了铰接，第一连接段4和第二连接段5可以相对转动。

本实施例中，第一连接段4和第二连接段5相对转动可以改变抓取的角度，通过多个抓取角度可以抓取更多的目标。

在本发明的一些实施例中，底座1安装于两个用于双目标定的相机。

本实施例中：

步骤1：分别对两个相机通过张正友标定法进行单目标定，确定两个相机分别的内在参数Λ₁和Λ₂，确定摄像机的畸变系数；

步骤2：将两个相机的位置关系和相对方向固定，对相机进行双目标定，确定两个相机之间的相对位姿信息τ和Ω；

步骤3：利用步骤3中相对固定的两个相机同时拍摄一个零件，得到两个视图；

步骤4：从步骤4得到的两个视图中取出数对相互对应的2D点的坐标，利用步骤1得到的畸变系数对上述2D点的坐标进行校正，利用校正后的2D 点的坐标和步骤2确定的相对位姿信息τ、Ω进行3D点求解，获取零件的距离；

步骤5：对相机拍摄的标志物进行预处理，进行颜色空间转换、颜色分割和中值滤波后得到一幅去噪的、含有标志信息的二值图，并对二值图进行轮廓检测；

步骤6：通过步骤6得到了标志物的轮廓及四个点，结合步骤5中零件的距离可以得到四个角点世界坐标中的三维信息；

步骤7：对机械臂进行建模，在每个连杆上建立一个坐标系，通过a、a、d和θ建立坐标系之间的关系，按照连杆连接顺序第i个坐标系相对于第连杆顺序第i-1个坐标系的齐次变换矩阵：

其中，a：连杆长度，α：连杆扭转，d：连杆偏移，θ：关节转角；

步骤9：通过齐次变换矩阵计算末端执行器相对于世界坐标系的变换矩阵：

其中

分别为齐次变换矩阵；

步骤10：对机械臂末端位姿的确定，确定转换矩阵，计算出机械臂的逆解：

相机和机械臂摆放位置涉及平移变化，可表示为：

(x′ y′ z′)＝(x+Δ_x y+Δ_y z+Δ_z)

由于坐标旋转变换围绕坐标系的X、Y和Z轴的旋转变换，根据步骤6 中得到的标志物的四个点的三维信息可以得到末端执行器的三个角度，通过3个角度求解出末端执行器坐标系的转换坐标系：

步骤11：通过已知末端执行器的位姿，求取六个角度：

其中，ci：cosθ_i，si：sinθ_i；

步骤12：将转动角度传输到控制器，通过串口通信实现抓取。

其中：所述步骤1中利用SVD法求得摄像机的内在参数Λ为：

其中δ_x、δ_y、

γ的计算公式为：

其中，Λ为Λ₁和Λ₂的通用表达式，

分别为2D点的坐标x和y的焦距参数，δ_x、δ_y分别为2D点的坐标x和y的偏移量参数，γ为像素偏移参数，

其中：所述步骤1中所述的畸变包括径向畸变和切向畸变：

校正所述径向畸变的公式为：

x′＝x×(1+k₁r²+k₂r⁴)

y′＝y×(1+k₁r²+k₂r⁴)

校正所述切向畸变的公式为：

x′＝x+[2p₁xy+p₂(r²+2x²)]，

y′＝y+[2p₂xy+p₁(r²+2y²)]，

其中，k1、k2是径向畸变系数；p1、p2是切向畸变系数，r是点(x，y) 到图像中心的距离。

其中，所述步骤2中，摄像机之间相对位姿信息τ、Ω可以根据公式

求得，其中F为3x3的矩阵，

定义F的矢量形式f＝[f₁₁，f₁₂，f₁₃，f₂₁，f₂₂，f₂₃，f₃₁，f₃₂，f₃₃]，

根据

|f|＝1，

其中xij和yij为左右摄像机拍摄的同一图像中的匹配点，至少取8 对点，获得这些点的坐标xij和yij对点，即可求得f和F。

在本发明的一些实施例中，底座1的两侧安装有固定杆10，任意一个固定杆10两端均连接有固定件11，固定件11与固定杆10转动连接，固定件11安装有动滑轮。

上述实施方式中，底座1的两侧安装有固定杆10，任意一个固定杆10 的两端分别转动连接有固定件11，固定件11可以相对固定杆10相对转动，其中固定件11安装有动滑轮。

本实施例中，固定件11可以相对固定杆10相对转动，底座1在行驶过程中可以根据转动这个特性进行转弯，可以使底座1围绕多个方向行驶，提高工作处理范围。

在本发明的一些实施例中，固定件11包括顶板和底板，顶板和底板之间设置有支撑杆，固定杆10位于底板和底板之间，固定件11与固定杆10 之间通过螺栓连接。

上述实施方式中，固定件11由顶板、底板和支撑杆组成，顶板和底板之间设置支撑杆，固定杆10的一端放置于顶板和底板之间，最后固定件11 与固定杆10之间通过螺栓固定，其中螺栓固定具有一定松度不能锁紧，即固定件11可以相对固定杆10相对转动。

本实施例中，底座1在行驶过程中可以根据转动这个特性进行转弯，可以使底座1围绕多个方向行驶，提高工作处理范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。

综上所述，本申请实施例提供的一种远程控制机器人，包括底座1，底座1设置有滑动组件，底座1的顶部两侧均设置有侧板2，两侧侧板2之间滑动连接有抓取组件，底座1安装有用于推动抓取组件上下移动的传动组件。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims

1.一种远程控制机器人，其特征在于，包括底座，所述底座设置有滑动组件，所述底座的顶部两侧均设置有侧板，两侧侧板之间滑动连接有抓取组件，所述底座安装有用于推动所述抓取组件上下移动的传动组件。

2.根据权利要求1所述的一种远程控制机器人，其特征在于，所述传动组件包括气缸。

3.根据权利要求1所述的一种远程控制机器人，其特征在于，所述抓取组件包括连接件、第一连接段和第二连接段，所述连接件位于两个所述侧板之间，所述第一连接段的一端连接所述连接件，所述第一连接段的另一端连接所述第二连接段，所述第一连接段与所述连接件之间设置有第一转动组件。

4.根据权利要求3所述的一种远程控制机器人，其特征在于，还包括第一连接杆，所述第一转动组件包括安装座，所述安装座包括两个侧壁，所述第一连接段位于两个所述侧壁之间，所述第一连接杆的一端同时贯穿两个所述侧壁和所述第一连接段，所述第一连接杆的另一端连接有电机。

5.根据权利要求4所述的一种远程控制机器人，其特征在于，所述连接件安装有滑轨，所述安装座与所述滑轨滑动配合。

6.根据权利要求3所述的一种远程控制机器人，其特征在于，所述第一连接段和所述第二连接段转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种远程控制机器人，其特征在于，还包括第二连接杆，所述第二连接段包括两个侧壁，所述第一连接段的一端位于两个所述侧壁之间，所述第二连接杆的一端同时贯穿两个所述侧壁和所述第一连接段。

8.根据权利要求1所述的一种远程控制机器人，其特征在于，所述底座安装于两个用于双目标定的相机。

9.根据权利要求1所述的一种远程控制机器人，其特征在于，所述底座的两侧安装有固定杆，任意一个所述固定杆两端均连接有固定件，所述固定件与所述固定杆转动连接，所述固定件安装有动滑轮。

10.根据权利要求9所述的一种远程控制机器人，其特征在于，所述固定件包括顶板和底板，所述顶板和所述底板之间设置有支撑杆，所述固定杆位于所述底板和所述底板之间，所述固定件与所述固定杆之间通过螺栓连接。