CN112499479A

CN112499479A - 一种辅助装配机器人

Info

Publication number: CN112499479A
Application number: CN202011324381.0A
Authority: CN
Inventors: 王超凡; 张文龙; 蒋科; 胡建中
Original assignee: Beijing Machinery Equipment Research Institute
Current assignee: Beijing Machinery Equipment Research Institute
Priority date: 2020-11-23
Filing date: 2020-11-23
Publication date: 2021-03-16

Abstract

本申请揭示了一种辅助装配机器人，包括龙门吊、行走单元、视觉单元和控制模块，行走单元安装于龙门吊的龙门固定臂的底部，视觉单元安装于龙门吊的横梁上，控制模块接收呼叫指令，控制行走单元导航移动至呼叫指令所指示的呼叫站点，利用视觉单元识别呼叫站点位置处待装货物的位置以及待装货物的待装目标位置，控制行走单元根据待装货物的位置以及待装目标位置移动，以使龙门吊上的吊装机构位于待装目标位置上方，以供利用龙门吊吊装待装货物。本申请利用视觉单元和行走单元配合将吊装机构移动至待装目标位置上方，以供吊装，从而实现辅助人工完成其装配作业，以降低装配风险、减少装配人员和提高安装效率的效果。

Description

一种辅助装配机器人

技术领域

本申请属于装配技术领域，涉及一种辅助装配机器人。

背景技术

特种车辆是指外廓尺寸、重量等方面超过设计车辆限界的及特殊用途的车辆，经特制或专门改装，配有固定的装置设备。

目前特种工程装备、武器装备等车辆的箱体、柜体及大型异形件的装配过程主要以人工为主，缺乏专用安装设备，由于其自身质量重，外形尺寸大，一般通过行车先将其运送一定区域，通过目视法将其放置在目标位置，由人工定位找准、安装紧固。

目前箱体、柜体及大型异形件等安装过程普遍存在转运难、定位难、效率低、操作复杂、辅助时间长、危险性大的问题。

发明内容

为了解决相关技术中装配大型箱体困难的问题，本申请提供了一种辅助装配机器人，技术方案如下：

一种辅助装配机器人，包括龙门吊、行走单元、视觉单元和控制模块，所述行走单元安装于所述龙门吊的龙门固定臂的底部，所述视觉单元安装于所述龙门吊的横梁上，所述控制模块与所述行走单元和所述视觉单元电性连接，其中：

所述控制模块接收呼叫指令，控制所述行走单元导航移动至所述呼叫指令所指示的呼叫站点，利用所述视觉单元识别所述呼叫站点位置处待装货物的位置以及所述待装货物的待装目标位置，控制所述行走单元根据所述待装货物的位置以及所述待装目标位置移动，以使所述龙门吊上的吊装机构位于所述待装目标位置上方，以供利用所述龙门吊吊装所述待装货物。

可选的，在所述辅助装配机器人沿着待装货物前进过程中，所述视觉单元实时摄取拍摄视野内的货物图像，所述控制模块对所述货物图像中的目标特征进行识别，根据识别出的目标特征计算所述待装目标位置，计算所述吊装机构至所述待装目标位置正上方的位移参数；所述行走单元根据所述位移参数移动以使所述吊装机构位于所述待装目标位置的正上方。

可选的，所述控制模块在摄取的货物图像中未识别出目标特征时，控制所述行走单元继续前进，并控制所述视觉单元继续摄取货物图像；所述控制模块在摄取的货物图像中识别出目标特征时，则执行根据识别出的目标特征计算所述待装目标位置的步骤。

可选的，所述龙门吊包括所述龙门固定臂、所述横梁和所述吊装机构，其中：

所述吊装机构安装于所述横梁上，所述吊装机构在电机的驱动下实现在所述横梁上的移动。

可选的，所述龙门吊还包括龙门活动臂，所述龙门活动臂上下活动安装于所述龙门固定臂上，以实现对所述横梁的高度调整。

可选的，所述辅助装配机器人还包括智能拧紧工具盒及辅助工具架，所述智能拧紧工具盒及所述辅助工具架固定于所述龙门固定臂的内侧，以供装配工具的摆放。

可选的，所述辅助装配机器人移动至所述呼叫站点后，所述控制模块向所述呼叫指令的发送端发送呼叫完成响应。

可选的，在所述龙门吊的吊装机构移动至所述待装目标位置的正上方时，进行到位提示，所述到位提示用于提示用户利用所述龙门吊上的吊装机构完成装配操作。

可选的，所述辅助装配机器人还安装有红外对射传感器，所述红外对射传感器与所述呼叫指令的发送端上的红外对射传感器配合，实现所述呼叫指令的传输。

可选的，所述红外对射传感器接收到光信号后，将所述光信号转换为电信号，发送给所述控制模块。

本申请至少可以实现如下有益效果：

在接收到呼叫指令后自动行驶至带装配货物位置，并根据视觉单元对目标特征的定位识别，利用行走单元移动以将吊装机构移动至待装目标位置上方，以供利用龙门吊吊装待装货物，从而实现辅助人工完成其装配作业，以降低装配风险、减少装配人员和提高安装效率的效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本申请一个实施例中提供的辅助装配机器人的结构示意图；

图2是本申请一个实施例中提供的龙门吊的结构示意图；

图3是本申请一个实施例中提供的辅助装配机器人在工作时的流程图；

图4是本申请一个实施例中提供的辅助装配机器人在沿着待装配货物长度方向移动时的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是本申请一个实施例中提供的辅助装配机器人的结构示意图，该辅助装配机器人可以包括龙门吊、行走单元、视觉单元和控制模块，行走单元安装于龙门吊的龙门固定臂的底部，视觉单元安装于龙门吊的横梁上，控制模块与行走单元和视觉单元电性连接。

控制模块接收呼叫指令，控制行走单元导航移动至呼叫指令所指示的呼叫站点，利用视觉单元识别呼叫站点位置处待装货物的位置以及待装货物的待装目标位置，控制行走单元根据待装货物的位置以及待装目标位置移动，以使龙门吊上的吊装机构位于待装目标位置上方，以供利用龙门吊吊装待装货物。

图2是本申请一个实施例中提供的龙门吊的结构示意图，龙门吊包括龙门固定臂、横梁和吊装机构，其中：吊装机构安装于横梁上，吊装机构在电机的驱动下实现在横梁上的移动。

龙门吊还可以包括龙门活动臂，龙门活动臂上下活动安装于龙门固定臂上，以实现对横梁的高度调整，比如可以上下调整的高度为图2中的L。

辅助装配机器人还可以包括智能拧紧工具盒及辅助工具架，智能拧紧工具盒及辅助工具架固定于龙门固定臂的内侧，以供装配工具的摆放。

请参见图3所示，其是本申请一个实施例中提供的辅助装配机器人在工作时的流程图，本申请提供的辅助装配机器人在工作时，可以包括如下步骤：

步骤301，接收呼叫指令；

通常，辅助装配机器人在工作前处于待机位待机。当需要工作时，控制端的工作人员触发该辅助装配机器人的呼叫按钮，控制端向辅助装配机器人发送呼叫指令，对应的辅助装配机器人则可以接收到该呼叫指令。

在一种可能的实现方式中，控制端和辅助装配机器人可以通过光通讯方式实现呼叫指令的传输。这种方式中，辅助装配机器人上可以安装有红外对射传感器，该红外对射传感器与呼叫指令的发送端(即控制端)上的红外对射传感器配合，实现呼叫指令的传输。

比如，控制端将呼叫指令转换为光信号后通过自身安装的红外对射传感器发射出去，对应的，辅助装配机器人上的红外对射传感器接收到该光信号，将该光信号转换为电信号，发送给控制模块，也即控制模块获取到呼叫指令。

通常来讲，为了能够控制辅助装配机器人导航至指定位置，呼叫指令中通常携带有呼叫站点的标识或位置信息，以便于辅助装配机器人的行走单元根据该呼叫站点的标识或位置信息，导航至该呼叫站点。

步骤302，移动至呼叫站点，返回呼叫完成响应；

辅助装配机器人根据呼叫指令移动至呼叫指令所指示的呼叫站点后，控制模块向呼叫指令的发送端发送呼叫完成响应，以通知控制端的工作人员辅助装配机器人已就位，可以实施下一步操作。

步骤303，识别待装货物，确定待装货物位置；

当辅助装配机器人的行走单元到达指定站点后，辅助装配机器人的视觉单元对制定站点位置处的待装货物进行识别，这里的待装货物通常为大型的车辆、箱式货物等，本申请中对待装货物的类型不进行限定。

视觉单元根据识别的待装货物，确定待装货物的位置，或者，视觉单元将摄取的视野内的包含有待装货物的图像发送给辅助装配机器人的控制模块，由控制模块根据这些图像确定待装货物的位置。

步骤304，进入预定区域，获取待装目标位置；

行走单元根据待装货物位置进入对应的预定区域，如图4所示，其是本申请一个实施例中提供的辅助装配机器人在沿着待装配货物长度方向移动时的示意图，视觉单元实时采集图像，控制模块对采集到的图像进行目标特征分析，以获取图像中的目标特征，通过获取的目标特征确定目标位置。这里的目标特征通常是指待装货物上的待装位置所对应的特征，比如可以供龙门吊的吊装机构挂住的钩环。

而控制模块在摄取的货物图像中未识别出目标特征时，通常需要控制行走单元继续前进，并控制视觉单元继续摄取货物图像；控制模块在摄取的货物图像中识别出目标特征时，则根据识别出的目标特征计算待装目标位置。

步骤305，将龙门吊上的吊装机构移动至目标位置的上方，进行到位提示。

控制模块在获取到目标位置后，计算吊装机构至待装目标位置正上方的位移参数，控制行走单元根据该位移参数移动，直至龙门吊上的吊装机构移动至目标位置的上方。

操作人员根据到位提示，控制吊装机构下降至目标位置，比如，操作升降按钮，将吊装机构下降至目标位置；然后操作人员利用吊装机构完成待装货物的装配和自检。

通常，在完成装配后，操作人员控制吊装机构收回，辅助装配机器人回到预定区域，继续执行步骤304。当完成所有的吊装工作后，辅助装配机器人回到待机位待机。

综上所述，本申请提供的辅助装配机器人，在接收到呼叫指令后自动行驶至带装配货物位置，并根据视觉单元对目标特征的定位识别，利用行走单元移动以将吊装机构移动至待装目标位置上方，以供利用龙门吊吊装待装货物，从而实现辅助人工完成其装配作业，以降低装配风险、减少装配人员和提高安装效率的效果。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种辅助装配机器人，其特征在于，所述辅助装配机器人包括龙门吊、行走单元、视觉单元和控制模块，所述行走单元安装于所述龙门吊的龙门固定臂的底部，所述视觉单元安装于所述龙门吊的横梁上，所述控制模块与所述行走单元和所述视觉单元电性连接，其中：

2.根据权利要求1所述的辅助装配机器人，其特征在于，在所述辅助装配机器人沿着待装货物前进过程中，所述视觉单元实时摄取拍摄视野内的货物图像，所述控制模块对所述货物图像中的目标特征进行识别，根据识别出的目标特征计算所述待装目标位置，计算所述吊装机构至所述待装目标位置正上方的位移参数；所述行走单元根据所述位移参数移动以使所述吊装机构位于所述待装目标位置的正上方。

3.根据权利要求2所述的辅助装配机器人，其特征在于，所述控制模块在摄取的货物图像中未识别出目标特征时，控制所述行走单元继续前进，并控制所述视觉单元继续摄取货物图像；所述控制模块在摄取的货物图像中识别出目标特征时，则执行根据识别出的目标特征计算所述待装目标位置的步骤。

4.根据权利要求1所述的辅助装配机器人，其特征在于，所述龙门吊包括所述龙门固定臂、所述横梁和所述吊装机构，其中：

5.根据权利要求4所述的辅助装配机器人，其特征在于，所述龙门吊还包括龙门活动臂，所述龙门活动臂上下活动安装于所述龙门固定臂上，以实现对所述横梁的高度调整。

6.根据权利要求4所述的辅助装配机器人，其特征在于，所述辅助装配机器人还包括智能拧紧工具盒及辅助工具架，所述智能拧紧工具盒及所述辅助工具架固定于所述龙门固定臂的内侧，以供装配工具的摆放。

7.根据权利要求1所述的辅助装配机器人，其特征在于，所述辅助装配机器人移动至所述呼叫站点后，所述控制模块向所述呼叫指令的发送端发送呼叫完成响应。

8.根据权利要求1所述的辅助装配机器人，其特征在于，在所述龙门吊的吊装机构移动至所述待装目标位置的正上方时，进行到位提示，所述到位提示用于提示用户利用所述龙门吊上的吊装机构完成装配操作。

9.根据权利要求1-8中任一所述的辅助装配机器人，其特征在于，所述辅助装配机器人还安装有红外对射传感器，所述红外对射传感器与所述呼叫指令的发送端上的红外对射传感器配合，实现所述呼叫指令的传输。

10.根据权利要求9所述的辅助装配机器人，其特征在于，所述红外对射传感器接收到光信号后，将所述光信号转换为电信号，发送给所述控制模块。