CN112809655A - 一种非对称双臂协作机器人系统及其建模和工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非对称双臂协作机器人系统及其建模和工作方法；其特征在于：包括夹持工件的第一机械手、夹持线缆的第二机械手、第一机械臂、第二机械臂、驱动第一机械臂转动的第一安装座和围绕第一机械臂设置的第二安装座、扫描工件的主摄机构和扫描工件侧面的副摄机构；第一机械臂安装在第一安装座上；第二机械臂设置在第二安装座上；主摄机构安装在第一机械臂上；副摄机构安装在第二机械臂上；第一机械臂和第二机械臂相对设置；第一机械手设置在第一机械臂上；第二机械手设置在第二机械手上。解决了现有方案造成的无法将工件移动进行操作，且机器人之间配合度较差，无法适应复杂工作环境等问题。

Description

一种非对称双臂协作机器人系统及其建模和工作方法

技术领域

本发明涉及协作机器人，具体涉及一种非对称双臂协作机器人系统及其建模和工作方法。

背景技术

一般的，当前工业机器人的应用是为单臂机器人独自工作的能力准备的，这样的机器人只适应于特定的产品和工作环境，并且依赖于所提供的专用设备和工夹具。单臂机器人只适合于刚性工件的操作，并受制于环境。随着现代工业的发展和科学技术的进步，对于许多任务而言单臂操作是不够的。因此，为了适应任务的复杂性、智能性的不断提高以及。系统柔顺性的要求而扩展为双手协调控制，即由两个单臂机器人相互协调、相互配合的去完成某种作业。但由于组成双手协调控制系统的是两个机器人，它们不可能是两个单手机器人的简单组合，除了它们各自共同目标的控制实现外，它们相互间的协调控制以及对环境的适应性就成为组合的关键，这样双手协调控制机器人系统的进一步应用就受到了限制。而双臂机器人能完成对于人来说易于实现的功能。双臂机器人比双手协调机器人更具有实用价值。

双臂机器人某种程度上可以比作两个单臂机器人在一起工作的情况，当把其它机器人的影响看作是一个未知源的干扰的时候，其中的一个机器人就独立于另一个机器人。但双臂机器人作为一个完整的机器人系统，双臂之间存在着依赖关系。它们分享使用传感数据，双臂之间通过一个共同的联接形成物理耦合，最重要的是两臂的控制器之间的通信，使得一个臂对于另一个臂的反应能够作出对应的动作、轨迹规划和决策，也就是双臂之间具有协调关系。

但这样的双臂协作机器人对于企业来说采购成本较高，为应对复杂的工作环境长采用两台单独的机器人进行工作，但两者之间协作度有限，无法实现特定的复杂环境工作，如何解决这个问题变得至关重要。

现有的方案，采用两台机器人进行工作，为保证工件位置精度，采用将工件放置在工作台上进行操作，为保证两台机器人之间互不干涉，两台机器人的运动幅度较小，且两台机器人之间距离较远。这样的方案存在以下问题：(1)无法将工件移动进行操作，且机器人之间配合度较差，无法适应复杂工作环境。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种非对称双臂协作机器人系统及其建模和工作方法，以解决现有技术中无法将工件移动进行操作，且机器人之间配合度较差，无法适应复杂工作环境等问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种非对称双臂协作机器人系统；

包括夹持工件的第一机械手、夹持线缆的第二机械手、第一机械臂、第二机械臂、驱动所述第一机械臂转动的第一安装座和围绕所述第一机械臂设置的第二安装座、扫描工件的主摄机构和扫描工件侧面的副摄机构；所述第一机械臂安装在所述第一安装座上；所述第二机械臂设置在所述第二安装座上；所述主摄机构安装在所述第一机械臂上；所述副摄机构安装在所述第二机械臂上；所述第一机械臂和所述第二机械臂相对设置；所述第一机械手设置在所述第一机械臂上；所述第二机械手设置在所述第二机械手上。

进一步的技术方案为：所述第一安装座包括第一底座、旋转设置在所述第一底座内的第一齿轮、啮合所述第一齿轮的第二齿轮、驱动所述第二齿轮旋转的第一动力装置、围绕所述第一底座设置的第一光栅尺和滚动支撑所述第一齿轮的第一支撑轮；所述第一机械臂设置在所述第一齿轮上；所述第一支撑轮围绕所述第一齿轮设置在所述第一底座上；所述第二齿轮设置在所述第一动力装置的驱动端；所述第一光栅尺的固定端设置在所述第一底座上，所述第一光栅尺的滑动端连接所述第一齿轮；所述第一底座上设置有支撑架；所述第一支撑轮并列旋转设置在所述支撑架上。

进一步的技术方案为：所述第一齿轮上设置有凸台；所述凸台旋转设置在所述第一底座内；围绕所述凸台开设有锥面；所述第一底座内设置有滚动支撑所述锥面的第二支撑轮；所述第二支撑轮围绕所述凸台倾斜并列设置在所述第一底座内；所述第一底座内围绕所述凸台设置有第一滑轨；所述第一滑轨并列滑动设置有第一滑块；所述第一滑块连接所述凸台。

进一步的技术方案为：所述第二安装座包括围绕所述第一机械臂设置的第二底座、围绕所述第一机械臂设置在所述第二底座上的若干导轨、设置在所述导轨内的第二光栅尺、移动设置在所述导轨上的移动机构、驱动所述第二机械臂的转动机构、设置在所述导轨上的齿条和摆动设置在所述移动机构上的驱动机构；所述第二机械臂设置在所述转动机构上；所述转动机构设置在所述移动机构上；所述驱动机构啮合所述齿条；所述第二光栅尺的固定端设置在所述导轨内；所述第二光栅尺的滑动端连接所述移动机构；相邻所述导轨相互拼接；所述导轨两端相对开设有导槽；所述导轨嵌入相邻所述导轨的导槽内；相邻所述导轨的拼接处设置有检测所述移动机构的检测机构。

进一步的技术方案为：所述驱动机构包括传动带、第四齿轮、第三齿轮、摆动设置在所述移动机构上的驱动架、驱动所述驱动架摆动的第二动力装置、旋转设置在所述驱动架上的转轴、旋转设置在所述驱动架上的第五齿轮和驱动所述第五齿轮旋转的第三动力装置；所述第四齿轮和所述第三齿轮设置在所述转轴上；所述第三齿轮啮合所述齿条；所述传动带分别绕设在所述第四齿轮和所述第五齿轮上。

进一步的技术方案为：所述移动机构包括沿所述导轨移动的移动架、相互交叉旋转设置在所述移动架内两侧的移动板、沿所述导轨滚动的滚轮和驱动相邻所述移动板相互靠近的第四动力装置；所述滚轮旋转设置在所述移动板的两端；所述第四动力装置的驱动端活动连接所述移动板。

进一步的技术方案为：所述转动机构包括设置在所述移动机构上的转动底架、旋转设置在所述转动底架内的锥齿轮、同轴设置在所述锥齿轮上的第六齿轮、支撑所述第二机械臂的转动盘、围绕所述转动盘设置在所述转动底架上的第二滑轨、滑动设置在所述第二滑轨上的第二滑块、啮合所述第六齿轮的第七齿轮、驱动所述第七齿轮旋转的第五动力装置和围绕所述转动盘设置在所述转动底架内的第三光栅尺；所述转动盘旋转设置在所述转动底架上；所述转动盘上开设有锥槽；围绕所述锥槽开设有锥齿；所述锥齿啮合所述锥齿轮；所述第二滑块连接所述转动盘；所述第五动力装置设置在所述转动底架上；所述第三光栅尺的固定端设置在所述转动底架上；所述第三光栅尺的滑动端连接所述转动盘。

进一步的技术方案为：所述主摄机构包括拍摄所述工件的主摄像头和扫描所述工件的主激光雷达；所述主摄像头和所述主激光雷达围绕所述第一机械臂靠近夹持端的位置；所述副摄机构包括拍摄所述工件侧面的副摄像头和扫描所述工件侧面的副激光雷达；所述副摄像头和所述副激光雷达围绕所述第二机械臂靠近夹持端的位置。

一种非对称双臂协作机器人系统的建模方法，当非对称双臂协作机器人系统建模时，非对称双臂协作机器人系统的建模方法包括以下步骤：

步骤1、第一机械臂靠近第二机械臂；主摄像头拍摄第二机械臂；获得第二机械臂的平面图像；主激光雷达扫描第二机械臂，获得主激光雷达距离第二机械臂的第一数据；通过第一数据对第二机械臂的平面图像进行修正，得到第二机械臂的第一立体数据；

步骤2、第二机械臂靠近第一机械臂；副摄像头拍摄第一机械臂；获得第一机械臂的平面图像；副激光雷达扫描第一机械臂，获得副激光雷达距离第一机械臂的第二数据；通过第二数据对第一机械臂的平面图像进行修正，得到第一机械臂的第二立体数据；

步骤3、第一机械臂夹持住工件；主摄像头拍摄工件，获得工件的平面图像；主激光雷达扫描工件，获得主激光雷达距离工件的第三数据，通过第三数据对工件的平面图像进行修正，得到工件的第三立体数据；

步骤4、第二机械臂夹持端靠近工件一侧；副摄像头拍摄工件一侧，得到工件一侧的平面图像；副激光雷达扫描工件一侧，获得副激光雷达距离工件一侧的第四数据，通过第四数据对工件一侧的平面图像进行修正，得到工件一侧的第四立体数据；

步骤5、所述第一机械臂将工件翻转；所述副摄像头拍摄工件，获得工件的翻转图像；所述副激光雷达扫描工件，获得所述副激光雷达距离工件的第五数据，通过第三数据对工件的翻转图像进行修正，得到工件的第五立体数据；

步骤6、第二机械臂夹持端靠近工件另一侧；副摄像头拍摄工件另一侧，得到工件另一侧的平面图像；副激光雷达扫描工件另一侧，获得副激光雷达距离工件另一侧的第六数据，通过第六数据对工件另一侧的平面图像进行修正，得到工件另一侧的第六立体数据；

步骤7、第一安装座驱动第一机械臂转动；第一光栅尺得到第一机械臂的转动角度数据；

步骤8、移动机构驱动第二机械臂沿导轨移动；第二光栅尺得到第二机械臂的移动数据；检测机构检测到移动机构，对第二机械臂的移动数据进行修正；

步骤9、转动机构驱动第二机械臂转动；第三光栅尺得到第二机械臂的转动角度数据；

步骤10、通过第一立体数据和第二立体数据得到第一机械臂全方位的立体数据和第二机械臂全方位的立体数据，实现第一机械臂和第二机械臂的立体建模；

第五立体数据对第三立体数据进行验证修复；通过第三立体数据、第四立体数据、第五立体数据和第六立体数据得到工件全方位的立体数据，实现工件的立体建模；

通过对第一机械臂的转动角度数据、第二机械臂的移动数据和第二机械臂的转动角度数据进行分析，可以避免第一机械臂与第二机械臂发生碰撞，实现第一机械臂的位置建模和第二机械臂的位置建模。

一种非对称双臂协作机器人系统的工作方法，当非对称双臂协作机器人系统工作时，非对称双臂协作机器人系统的工作方法包括以下步骤：

步骤1、第一动力装置驱动第二齿轮旋转；第二齿轮带动第一齿轮旋转；第一齿轮带动第一机械臂转动；第一光栅尺检测第一齿轮的旋转角度；

步骤2、第四动力装置驱动移动板相互靠近，移动板带动滚轮靠近导轨；滚轮滚动贴合导轨；

步骤3、第二动力装置驱动驱动架摆动靠近导轨；第三齿轮啮合齿条；第三动力装置驱动第五齿轮旋转；第五齿轮带动传动带移动；传动带带动第四齿轮旋转；第四齿轮带动转轴和第三齿轮旋转；第三齿轮沿齿条滚动，带动第二机械臂沿导轨移动；第二光栅尺检测第二安装座的移动距离，得到第二机械臂的移动位置；检测机构检测移动机构对第二机械臂的移动位置进行修正；

步骤4、第五动力装置驱动第七齿轮旋转；第七齿轮驱动第六齿轮和锥齿轮旋转；锥齿轮带动转动盘和第二机械臂转动；第三光栅尺检测转动盘的旋转角度。

本发明的有益效果如下：本发明设计了一种非对称双臂协作机器人系统及其建模和工作方法采用第一机械臂驱动第一机械手夹持工件，采用第二机械臂驱动第二机械手夹持线缆，采用主摄机构扫描工件，采用副摄机构扫描工件侧面。非对称双臂协作机器人系统及其建模和工作方法带来了如下效果：(1)通过第二支撑轮贴合锥面使得第二支撑轮支撑第一齿轮和凸台，通过第一支撑轮滚动支撑第一齿轮，使得第一齿轮可以平稳带动第一机械臂转动，通过第一滑块连接凸台，使得第一齿轮沿第一滑轨平稳旋转；(2)滚轮压紧导轨，使得移动机构可以沿导轨平稳移动，第四动力装置的驱动端继续收缩，滚轮持续压紧导轨，可以减缓移动机构的移动速度实现移动机构的平稳刹车；(3)通过第三光栅尺得知第二机械臂的转动角度，通过第二滑块连接转动盘，使得转动盘可以平稳旋转；(4)通过步骤1得到第二机械臂的第一立体数据，通过步骤2得到第一机械臂的第二立体数据，通过步骤3得到工件的第三立体数据，通过步骤4得到工件一侧的第四立体数据，通过步骤5得到工件的第五立体数据，通过步骤6得到工件另一侧的第六立体数据，通过步骤7得到第一机械臂的转动角度数据，通过步骤8得到第二机械臂的移动数据，通过步骤9得到第二机械臂的转动角度数据。通过步骤10将步骤1至步骤9中得到的数据进行整合建模，得到工件的立体建模，第一机械臂立体建模、第二机械臂的立体建模、第一机械臂的位置建模和第二机械臂的位置建模，通过建模方便线缆绕设在工件上，通过建模可以避免第一机械臂和第二机械臂发生碰触，非对称双臂协作机器人系统通过建模提高了第一机械臂和第二机械臂之间的协作配合能力。

附图说明

图1为本发明的俯视结构图。

图2为图1中A处主视结构图。

图3为本发明第一安装座的主视结构图。

图4为本发明移动机构的主视结构图。

图5为本发明转动机构的主视结构图。

图6为本发明驱动机构的主视结构图。

图中：1、第一机械臂；2、第二机械臂；3、第一安装座；31、第一底座；311、第二支撑轮；312、第一滑轨；32、第一齿轮；33、第二齿轮；34、第一动力装置；35、第一光栅尺；36、第一支撑轮；37、支撑架；38、凸台；381、锥面；382、第一滑块；4、第二安装座；41、第二底座；42、导轨；43、第二光栅尺；44、移动机构；441、移动架；442、移动板；443、滚轮；444、第四动力装置；45、转动机构；451、转动底架；452、锥齿轮；453、第六齿轮；454、转动盘；455、第二滑轨；456、第二滑块；457、第七齿轮；458、第五动力装置；459、第三光栅尺；46、齿条；47、驱动机构；471、驱动架；472、第二动力装置；473、转轴；474、第三齿轮；475、第四齿轮；476、第五齿轮；477、第三动力装置；478、传动带；48、导槽；49、检测机构；5、主摄机构；51、主摄像头；52、主激光雷达；6、副摄机构；61、副摄像头；62、副激光雷达；7、锥槽；71、锥齿；8、第一机械手；9、第二机械手。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实施例的具体实施方式。

图1为本发明的俯视结构图。图2为图1中A处主视结构图。图3为本发明第一安装座的主视结构图。图4为本发明移动机构的主视结构图。图5为本发明转动机构的主视结构图。图6为本发明驱动机构的主视结构图。结合图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明公开了一种非对称双臂协作机器人系统。

非对称双臂协作机器人系统包括夹持工件的第一机械手8、夹持线缆的第二机械手9、第一机械臂1、第二机械臂2、驱动第一机械臂1转动的第一安装座3和围绕第一机械臂1设置的第二安装座4、扫描工件的主摄机构5和扫描工件侧面的副摄机构6。第一机械臂1安装在第一安装座3上。第二机械臂2设置在第二安装座4上。主摄机构5安装在第一机械臂1上。副摄机构6安装在第二机械臂2上。第一机械臂1和第二机械臂2相对设置。第一机械手8设置在第一机械臂1上。第二机械手9设置在第二机械手9上。

第一安装座3包括第一底座31、旋转设置在第一底座31内的第一齿轮32、啮合第一齿轮32的第二齿轮33、驱动第二齿轮33旋转的第一动力装置34、围绕第一底座31设置的第一光栅尺35和滚动支撑第一齿轮32的第一支撑轮36。第一机械臂1设置在第一齿轮32上。第一支撑轮36围绕第一齿轮32设置在第一底座31上。第二齿轮33设置在第一动力装置34的驱动端。第一光栅尺35的固定端设置在第一底座31上，第一光栅尺35的滑动端连接第一齿轮32。第一底座31上设置有支撑架37。第一支撑轮36并列旋转设置在支撑架37上。

第一齿轮32上设置有凸台38。凸台38旋转设置在第一底座31内。围绕凸台38开设有锥面381。第一底座31内设置有滚动支撑锥面381的第二支撑轮311。第二支撑轮311围绕凸台38倾斜并列设置在第一底座31内。第一底座31内围绕凸台38设置有第一滑轨312。第一滑轨312并列滑动设置有第一滑块382。第一滑块382连接凸台38。

优选的，第一动力装置34为电机。第一齿轮32旋转设置在第一底座31的上端。第一动力装置34为上下方向设置。第一动力装置34的上端为第一动力装置34的驱动端。第二齿轮33设置在第一动力装置34的上端。第一光栅尺35的下端为第一光栅尺35的固定端。第一光栅尺35的上端为第一光栅尺35的滑动端。第一支撑轮36并列旋转设置在第一底座31的上端。支撑架37设置在第一底座31的上端。

凸台38设置在第一齿轮32的下端。凸台38的上端连接第一齿轮32的下端。锥面381围绕凸台38的下端开设。第二支撑轮311贴合锥面381。第一滑轨312设置在第一底座31的内表面。第一滑块382的一端滑动连接第一滑轨312。第一滑块382的另一端连接凸台38。

通过第二支撑轮311贴合锥面381使得第二支撑轮311支撑第一齿轮32和凸台38，通过第一支撑轮36滚动支撑第一齿轮32，使得第一齿轮32可以平稳带动第一机械臂1转动。通过第一滑块382连接凸台38，使得第一齿轮32沿第一滑轨312平稳旋转。第一齿轮32旋转时，带动第一光栅尺35的滑动端沿第一光栅尺35的固定端滑动，得到第一机械臂1的转动角度。

第一动力装置34为电机，电机型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为5IK120RGU-CF的电机。

第一光栅尺35型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为KA300-520的光栅尺。

第二安装座4包括围绕第一机械臂1设置的第二底座41、围绕第一机械臂1设置在第二底座41上的若干导轨42、设置在导轨42内的第二光栅尺43、移动设置在导轨42上的移动机构44、驱动第二机械臂2的转动机构45、设置在导轨42上的齿条46和摆动设置在移动机构44上的驱动机构47。第二机械臂2设置在转动机构45上。转动机构45设置在移动机构44上。驱动机构47啮合齿条46。第二光栅尺43的固定端设置在导轨42内。第二光栅尺43的滑动端连接移动机构44。相邻导轨42相互拼接。导轨42两端相对开设有导槽48。导轨42嵌入相邻导轨42的导槽48内。相邻导轨42的拼接处设置有检测移动机构44的检测机构49。

导轨42设置在第二底座41的上端。第二光栅尺43的下端为第二光栅尺43的固定端。第二光栅尺43的上端为第二光栅尺43的滑动端。导槽48分别开设在导轨42一端的上表面和导轨42另一端的下表面。通过导槽48使得相邻导轨42可以牢靠拼接。移动机构44沿导轨42移动时，得到移动机构44的移动距离。检测机构49检测到移动机构44时，对移动机构44的移动距离进行校正。

第二光栅尺43型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为KA300-520的光栅尺。

移动机构44包括沿导轨42移动的移动架441、相互交叉旋转设置在移动架441内两侧的移动板442、沿导轨42滚动的滚轮443和驱动相邻移动板442相互靠近的第四动力装置444。滚轮443旋转设置在移动板442的两端。第四动力装置444的驱动端活动连接移动板442。

优选的，第四动力装置444为气缸。第四动力装置444上下方向设置在移动架441上。第四动力装置444的下端为第四动力装置444的驱动端。第四动力装置444的驱动端收缩，移动板442相互靠近，移动板442带动滚轮443靠近导轨42。滚轮443压紧导轨42，使得移动机构44可以沿导轨42平稳移动。第四动力装置444的驱动端继续收缩，滚轮443持续压紧导轨42，可以减缓移动机构44的移动速度，实现移动机构44的平稳刹车。

第四动力装置444为气缸，气缸型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为MA20*300-S的气缸。

驱动机构47包括传动带478、第四齿轮475、第三齿轮474、摆动设置在移动机构44上的驱动架471、驱动驱动架471摆动的第二动力装置472、旋转设置在驱动架471上的转轴473、旋转设置在驱动架471上的第五齿轮476和驱动第五齿轮476旋转的第三动力装置477。第四齿轮475和第三齿轮474设置在转轴473上。第三齿轮474啮合齿条46。传动带478分别绕设在第四齿轮475和第五齿轮476上。

优选的，第二动力装置472为气缸。优选的，第三动力装置477为电机。驱动架471的一端摆动连接在移动机构44上。转轴473旋转设置在驱动架471的另一端。第二动力装置472设置在移动架441上。第二动力装置472的驱动端连接驱动架471。第四齿轮475和第三齿轮474设置在转轴473的外表面。第三动力装置477设置在驱动架471上。第三动力装置477的驱动端连接第五齿轮476。

第二动力装置472的驱动端伸出推动驱动架471向下摆动，第三齿轮474靠近齿条46，第三齿轮474与齿条46相互啮合。第三动力装置477驱动第五齿轮476旋转，第五齿轮476带动传动带478移动，传动带478带动第四齿轮475、转轴473和第三齿轮474旋转，第三齿轮474沿齿条46滚动，带动移动机构44、转动机构45和第二机械臂2沿导轨42移动。

第二动力装置472为气缸，气缸型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为MA20*300-S的气缸。

第三动力装置477为电机，电机型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为5IK120RGU-CF的电机。

转动机构45包括设置在移动机构44上的转动底架451、旋转设置在转动底架451内的锥齿轮452、同轴设置在锥齿轮452上的第六齿轮453、支撑第二机械臂2的转动盘454、围绕转动盘454设置在转动底架451上的第二滑轨455、滑动设置在第二滑轨455上的第二滑块456、啮合第六齿轮453的第七齿轮457、驱动第七齿轮457旋转的第五动力装置458和围绕转动盘454设置在转动底架451内的第三光栅尺459。转动盘454旋转设置在转动底架451上。转动盘454上开设有锥槽7。围绕锥槽7开设有锥齿71。锥齿71啮合锥齿轮452。第二滑块456连接转动盘454。第五动力装置458设置在转动底架451上。第三光栅尺459的固定端设置在转动底架451上。第三光栅尺459的滑动端连接转动盘454。

优选的，第五动力装置458为电机。锥齿轮452位于第六齿轮453的上端。转动盘454位于锥齿轮452的上端。第五动力装置458为上下方向设置。第五动力装置458的驱动端连接第七齿轮457。锥槽7开设在转动盘454的下表面。锥齿71围绕锥槽7的内表面开设。第二滑块456的一端滑动连接在第二滑轨455上。第二滑块456的另一端连接转动盘454。第三光栅尺459的固定端为第三光栅尺459的下端。第三光栅尺459的滑动端为第三光栅尺459的上端。

第五动力装置458驱动第七齿轮457旋转，第七齿轮457带动第六齿轮453和锥齿轮452旋转，锥齿轮452带动转动盘454和第二机械臂2转动。

通过第三光栅尺459得知第二机械臂2的转动角度。通过第二滑块456连接转动盘454，使得转动盘454可以平稳旋转。

第五动力装置458为电机，电机型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为5IK120RGU-CF的电机。

主摄机构5包括拍摄工件的主摄像头51和扫描工件的主激光雷达52。主摄像头51和主激光雷达52围绕第一机械臂1靠近夹持端的位置。副摄机构6包括拍摄工件侧面的副摄像头61和扫描工件侧面的副激光雷达62。副摄像头61和副激光雷达62围绕第二机械臂2靠近夹持端的位置。

优选的，第一机械手8为气动抓手。优选的，第二机械手9为气动抓手。通过主摄像头51和主激光雷达52可以完成工件的建模和第二机械臂2的建模。通过副摄像头61和副激光雷达62可以完成工件侧面的建模和第一机械臂1的建模。

第一机械手8安装在第一机械臂1的夹持端，第一机械手8夹持住工件。第二机械手9安装在第二机械臂2的夹持端，第二机械臂2夹持住线缆。

第一机械臂1型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为KR1000L950F的机械臂。

第二机械臂2型号的选择属于公知常识。本领域的技术人员可以根据装置的工作情况选择，例如可以选型号为KR16-2F的机械臂。

通过对第一机械手8和第二机械手9的更换使得非对称双臂协作机器人系统可以应用到不同的工作环境。

非对称双臂协作机器人系统的建模方法，当非对称双臂协作机器人系统建模时，非对称双臂协作机器人系统的建模方法包括以下步骤：

步骤1、第一机械臂1靠近第二机械臂2。主摄像头51拍摄第二机械臂2。获得第二机械臂2的平面图像。主激光雷达52扫描第二机械臂2，获得主激光雷达52距离第二机械臂2的第一数据。通过第一数据对第二机械臂2的平面图像进行修正，得到第二机械臂2的第一立体数据。

步骤2、第二机械臂2靠近第一机械臂1。副摄像头61拍摄第一机械臂1。获得第一机械臂1的平面图像。副激光雷达62扫描第一机械臂1，获得副激光雷达62距离第一机械臂1的第二数据。通过第二数据对第一机械臂1的平面图像进行修正，得到第一机械臂1的第二立体数据。

步骤3、第一机械臂1夹持住工件。主摄像头51拍摄工件，获得工件的平面图像。主激光雷达52扫描工件，获得主激光雷达52距离工件的第三数据，通过第三数据对工件的平面图像进行修正，得到工件的第三立体数据。

步骤4、第二机械臂2夹持端靠近工件一侧。副摄像头61拍摄工件一侧，得到工件一侧的平面图像。副激光雷达62扫描工件一侧，获得副激光雷达62距离工件一侧的第四数据，通过第四数据对工件一侧的平面图像进行修正，得到工件一侧的第四立体数据。

步骤5、第一机械臂1将工件翻转。副摄像头61拍摄工件，获得工件的翻转图像。副激光雷达62扫描工件，获得副激光雷达62距离工件的第五数据，通过第三数据对工件的翻转图像进行修正，得到工件的第五立体数据。

步骤6、第二机械臂2夹持端靠近工件另一侧。副摄像头61拍摄工件另一侧，得到工件另一侧的平面图像。副激光雷达62扫描工件另一侧，获得副激光雷达62距离工件另一侧的第六数据，通过第六数据对工件另一侧的平面图像进行修正，得到工件另一侧的第六立体数据。

步骤7、第一安装座3驱动第一机械臂1转动。第一光栅尺35得到第一机械臂1的转动角度数据。

步骤8、移动机构44驱动第二机械臂2沿导轨42移动。第二光栅尺43得到第二机械臂2的移动数据。检测机构49检测到移动机构44，对第二机械臂2的移动数据进行修正。

步骤9、转动机构45驱动第二机械臂2转动。第三光栅尺459得到第二机械臂2的转动角度数据。

步骤10、通过第一立体数据和第二立体数据得到第一机械臂1全方位的立体数据和第二机械臂2全方位的立体数据，实现第一机械臂1和第二机械臂2的立体建模。

第五立体数据对第三立体数据进行验证修复。通过第三立体数据、第四立体数据、第五立体数据和第六立体数据得到工件全方位的立体数据，实现工件的立体建模。

通过对第一机械臂1的转动角度数据、第二机械臂2的移动数据和第二机械臂2的转动角度数据进行分析，可以避免第一机械臂1与第二机械臂2发生碰撞，实现第一机械臂1的位置建模和第二机械臂2的位置建模。

通过步骤1得到第二机械臂2的第一立体数据，通过步骤2得到第一机械臂1的第二立体数据，通过步骤3得到工件的第三立体数据，通过步骤4得到工件一侧的第四立体数据，通过步骤5得到工件的第五立体数据，通过步骤6得到工件另一侧的第六立体数据，通过步骤7得到第一机械臂1的转动角度数据，通过步骤8得到第二机械臂2的移动数据，通过步骤9得到第二机械臂2的转动角度数据。通过步骤10将步骤1至步骤9中得到的数据进行整合建模，得到工件的立体建模，第一机械臂1立体建模、第二机械臂2的立体建模、第一机械臂1的位置建模和第二机械臂2的位置建模，通过建模方便线缆绕设在工件上，通过建模可以避免第一机械臂1和第二机械臂2发生碰触。非对称双臂协作机器人系统通过建模提高了第一机械臂1和第二机械臂2之间的协作配合能力。

非对称双臂协作机器人系统的工作方法，当非对称双臂协作机器人系统工作时，非对称双臂协作机器人系统的工作方法包括以下步骤：

步骤1、第一动力装置34驱动第二齿轮33旋转。第二齿轮33带动第一齿轮32旋转。第一齿轮32带动第一机械臂1转动。第一光栅尺35检测第一齿轮32的旋转角度。

步骤2、第四动力装置444驱动移动板442相互靠近，移动板442带动滚轮443靠近导轨42。滚轮443滚动贴合导轨42。

步骤3、第二动力装置472驱动驱动架471摆动靠近导轨42。第三齿轮474啮合齿条46。第三动力装置477驱动第五齿轮476旋转。第五齿轮476带动传动带478移动。传动带478带动第四齿轮475旋转。第四齿轮475带动转轴473和第三齿轮474旋转。第三齿轮474沿齿条46滚动，带动第二机械臂2沿导轨42移动。第二光栅尺43检测第二安装座4的移动距离，得到第二机械臂2的移动位置。检测机构49检测移动机构44对第二机械臂2的移动位置进行修正。

步骤4、第五动力装置458驱动第七齿轮457旋转。第七齿轮457驱动第六齿轮453和锥齿轮452旋转。锥齿轮452带动转动盘454和第二机械臂2转动。第三光栅尺459检测转动盘454的旋转角度。

本实施例中，所描述的第一动力装置34为电机，但不限定于此，可以是能够发挥其功能的范围内的其他动力装置。

本实施例中，所描述的第四动力装置444为气缸，但不限定于此，可以是能够发挥其功能的范围内的其他动力装置。

本实施例中，所描述的第二动力装置472为气缸，但不限定于此，可以是能够发挥其功能的范围内的其他动力装置。

本实施例中，所描述的第三动力装置477为电机，但不限定于此，可以是能够发挥其功能的范围内的其他动力装置。

本实施例中，所描述的第五动力装置458为电机，但不限定于此，可以是能够发挥其功能的范围内的其他动力装置。

本实施例中，所描述的第一机械手8为气动抓手，但不限定于此，可以是能够发挥其功能的范围内的其他机械手。

本实施例中，所描述的第二机械手9为气动抓手，但不限定于此，可以是能够发挥其功能的范围内的其他机械手。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“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发明中的具体含义。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种非对称双臂协作机器人系统，其特征在于：包括夹持工件的第一机械手(8)、夹持线缆的第二机械手(9)、第一机械臂(1)、第二机械臂(2)、驱动所述第一机械臂(1)转动的第一安装座(3)和围绕所述第一机械臂(1)设置的第二安装座(4)、扫描工件的主摄机构(5)和扫描工件侧面的副摄机构(6)；所述第一机械臂(1)安装在所述第一安装座(3)上；所述第二机械臂(2)设置在所述第二安装座(4)上；所述主摄机构(5)安装在所述第一机械臂(1)上；所述副摄机构(6)安装在所述第二机械臂(2)上；所述第一机械臂(1)和所述第二机械臂(2)相对设置；所述第一机械手(8)设置在所述第一机械臂(1)上；所述第二机械手(9)设置在所述第二机械手(9)上。

2.根据权利要求1所述的非对称双臂协作机器人系统，其特征在于：所述第一安装座(3)包括第一底座(31)、旋转设置在所述第一底座(31)内的第一齿轮(32)、啮合所述第一齿轮(32)的第二齿轮(33)、驱动所述第二齿轮(33)旋转的第一动力装置(34)、围绕所述第一底座(31)设置的第一光栅尺(35)和滚动支撑所述第一齿轮(32)的第一支撑轮(36)；所述第一机械臂(1)设置在所述第一齿轮(32)上；所述第一支撑轮(36)围绕所述第一齿轮(32)设置在所述第一底座(31)上；所述第二齿轮(33)设置在所述第一动力装置(34)的驱动端；所述第一光栅尺(35)的固定端设置在所述第一底座(31)上，所述第一光栅尺(35)的滑动端连接所述第一齿轮(32)；所述第一底座(31)上设置有支撑架(37)；所述第一支撑轮(36)并列旋转设置在所述支撑架(37)上。

3.根据权利要求2所述的非对称双臂协作机器人系统，其特征在于：所述第一齿轮(32)上设置有凸台(38)；所述凸台(38)旋转设置在所述第一底座(31)内；围绕所述凸台(38)开设有锥面(381)；所述第一底座(31)内设置有滚动支撑所述锥面(381)的第二支撑轮(311)；所述第二支撑轮(311)围绕所述凸台(38)倾斜并列设置在所述第一底座(31)内；所述第一底座(31)内围绕所述凸台(38)设置有第一滑轨(312)；所述第一滑轨(312)并列滑动设置有第一滑块(382)；所述第一滑块(382)连接所述凸台(38)。

4.根据权利要求1所述的非对称双臂协作机器人系统，其特征在于：所述第二安装座(4)包括围绕所述第一机械臂(1)设置的第二底座(41)、围绕所述第一机械臂(1)设置在所述第二底座(41)上的若干导轨(42)、设置在所述导轨(42)内的第二光栅尺(43)、移动设置在所述导轨(42)上的移动机构(44)、驱动所述第二机械臂(2)的转动机构(45)、设置在所述导轨(42)上的齿条(46)和摆动设置在所述移动机构(44)上的驱动机构(47)；所述第二机械臂(2)设置在所述转动机构(45)上；所述转动机构(45)设置在所述移动机构(44)上；所述驱动机构(47)啮合所述齿条(46)；所述第二光栅尺(43)的固定端设置在所述导轨(42)内；所述第二光栅尺(43)的滑动端连接所述移动机构(44)；相邻所述导轨(42)相互拼接；所述导轨(42)两端相对开设有导槽(48)；所述导轨(42)嵌入相邻所述导轨(42)的导槽(48)内；相邻所述导轨(42)的拼接处设置有检测所述移动机构(44)的检测机构(49)。

5.根据权利要求4所述的非对称双臂协作机器人系统，其特征在于：所述驱动机构(47)包括传动带(478)、第四齿轮(475)、第三齿轮(474)、摆动设置在所述移动机构(44)上的驱动架(471)、驱动所述驱动架(471)摆动的第二动力装置(472)、旋转设置在所述驱动架(471)上的转轴(473)、旋转设置在所述驱动架(471)上的第五齿轮(476)和驱动所述第五齿轮(476)旋转的第三动力装置(477)；所述第四齿轮(475)和所述第三齿轮(474)设置在所述转轴(473)上；所述第三齿轮(474)啮合所述齿条(46)；所述传动带(478)分别绕设在所述第四齿轮(475)和所述第五齿轮(476)上。

6.根据权利要求5所述的非对称双臂协作机器人系统，其特征在于：所述移动机构(44)包括沿所述导轨(42)移动的移动架(441)、相互交叉旋转设置在所述移动架(441)内两侧的移动板(442)、沿所述导轨(42)滚动的滚轮(443)和驱动相邻所述移动板(442)相互靠近的第四动力装置(444)；所述滚轮(443)旋转设置在所述移动板(442)的两端；所述第四动力装置(444)的驱动端活动连接所述移动板(442)。

7.根据权利要求6所述的非对称双臂协作机器人系统，其特征在于：所述转动机构(45)包括设置在所述移动机构(44)上的转动底架(451)、旋转设置在所述转动底架(451)内的锥齿轮(452)、同轴设置在所述锥齿轮(452)上的第六齿轮(453)、支撑所述第二机械臂(2)的转动盘(454)、围绕所述转动盘(454)设置在所述转动底架(451)上的第二滑轨(455)、滑动设置在所述第二滑轨(455)上的第二滑块(456)、啮合所述第六齿轮(453)的第七齿轮(457)、驱动所述第七齿轮(457)旋转的第五动力装置(458)和围绕所述转动盘(454)设置在所述转动底架(451)内的第三光栅尺(459)；所述转动盘(454)旋转设置在所述转动底架(451)上；所述转动盘(454)上开设有锥槽(7)；围绕所述锥槽(7)开设有锥齿(71)；所述锥齿(71)啮合所述锥齿轮(452)；所述第二滑块(456)连接所述转动盘(454)；所述第五动力装置(458)设置在所述转动底架(451)上；所述第三光栅尺(459)的固定端设置在所述转动底架(451)上；所述第三光栅尺(459)的滑动端连接所述转动盘(454)。

8.根据权利要求1所述的非对称双臂协作机器人系统，其特征在于：所述主摄机构(5)包括拍摄所述工件的主摄像头(51)和扫描所述工件的主激光雷达(52)；所述主摄像头(51)和所述主激光雷达(52)围绕所述第一机械臂(1)靠近夹持端的位置；所述副摄机构(6)包括拍摄所述工件侧面的副摄像头(61)和扫描所述工件侧面的副激光雷达(62)；所述副摄像头(61)和所述副激光雷达(62)围绕所述第二机械臂(2)靠近夹持端的位置。

9.一种非对称双臂协作机器人系统的建模方法，其特征在于：当非对称双臂协作机器人系统建模时，非对称双臂协作机器人系统的建模方法包括以下步骤：

步骤1、第一机械臂(1)靠近第二机械臂(2)；主摄像头(51)拍摄第二机械臂(2)；获得第二机械臂(2)的平面图像；主激光雷达(52)扫描第二机械臂(2)，获得主激光雷达(52)距离第二机械臂(2)的第一数据；通过第一数据对第二机械臂(2)的平面图像进行修正，得到第二机械臂(2)的第一立体数据；

步骤2、第二机械臂(2)靠近第一机械臂(1)；副摄像头(61)拍摄第一机械臂(1)；获得第一机械臂(1)的平面图像；副激光雷达(62)扫描第一机械臂(1)，获得副激光雷达(62)距离第一机械臂(1)的第二数据；通过第二数据对第一机械臂(1)的平面图像进行修正，得到第一机械臂(1)的第二立体数据；

步骤3、第一机械臂(1)夹持住工件；主摄像头(51)拍摄工件，获得工件的平面图像；主激光雷达(52)扫描工件，获得主激光雷达(52)距离工件的第三数据，通过第三数据对工件的平面图像进行修正，得到工件的第三立体数据；

步骤4、第二机械臂(2)夹持端靠近工件一侧；副摄像头(61)拍摄工件一侧，得到工件一侧的平面图像；副激光雷达(62)扫描工件一侧，获得副激光雷达(62)距离工件一侧的第四数据，通过第四数据对工件一侧的平面图像进行修正，得到工件一侧的第四立体数据；

步骤5、所述第一机械臂(1)将工件翻转；所述副摄像头(61)拍摄工件，获得工件的翻转图像；所述副激光雷达(62)扫描工件，获得所述副激光雷达(62)距离工件的第五数据，通过第三数据对工件的翻转图像进行修正，得到工件的第五立体数据；

步骤6、第二机械臂(2)夹持端靠近工件另一侧；副摄像头(61)拍摄工件另一侧，得到工件另一侧的平面图像；副激光雷达(62)扫描工件另一侧，获得副激光雷达(62)距离工件另一侧的第六数据，通过第六数据对工件另一侧的平面图像进行修正，得到工件另一侧的第六立体数据；

步骤7、第一安装座(3)驱动第一机械臂(1)转动；第一光栅尺(35)得到第一机械臂(1)的转动角度数据；

步骤8、移动机构(44)驱动第二机械臂(2)沿导轨(42)移动；第二光栅尺(43)得到第二机械臂(2)的移动数据；检测机构(49)检测到移动机构(44)，对第二机械臂(2)的移动数据进行修正；

步骤9、转动机构(45)驱动第二机械臂(2)转动；第三光栅尺(459)得到第二机械臂(2)的转动角度数据；

步骤10、通过第一立体数据和第二立体数据得到第一机械臂(1)全方位的立体数据和第二机械臂(2)全方位的立体数据，实现第一机械臂(1)和第二机械臂(2)的立体建模；

第五立体数据对第三立体数据进行验证修复；通过第三立体数据、第四立体数据、第五立体数据和第六立体数据得到工件全方位的立体数据，实现工件的立体建模；

通过对第一机械臂(1)的转动角度数据、第二机械臂(2)的移动数据和第二机械臂(2)的转动角度数据进行分析，可以避免第一机械臂(1)与第二机械臂(2)发生碰撞，实现第一机械臂(1)的位置建模和第二机械臂(2)的位置建模。

10.一种非对称双臂协作机器人系统的工作方法，其特征在于：当非对称双臂协作机器人系统工作时，非对称双臂协作机器人系统的工作方法包括以下步骤：

步骤1、第一动力装置(34)驱动第二齿轮(33)旋转；第二齿轮(33)带动第一齿轮(32)旋转；第一齿轮(32)带动第一机械臂(1)转动；第一光栅尺(35)检测第一齿轮(32)的旋转角度；

步骤2、第四动力装置(444)驱动移动板(442)相互靠近，移动板(442)带动滚轮(443)靠近导轨(42)；滚轮(443)滚动贴合导轨(42)；

步骤3、第二动力装置(472)驱动驱动架(471)摆动靠近导轨(42)；第三齿轮(474)啮合齿条(46)；第三动力装置(477)驱动第五齿轮(476)旋转；第五齿轮(476)带动传动带(478)移动；传动带(478)带动第四齿轮(475)旋转；第四齿轮(475)带动转轴(473)和第三齿轮(474)旋转；第三齿轮(474)沿齿条(46)滚动，带动第二机械臂(2)沿导轨(42)移动；第二光栅尺(43)检测第二安装座(4)的移动距离，得到第二机械臂(2)的移动位置；检测机构(49)检测移动机构(44)对第二机械臂(2)的移动位置进行修正；

步骤4、第五动力装置(458)驱动第七齿轮(457)旋转；第七齿轮(457)驱动第六齿轮(453)和锥齿轮(452)旋转；锥齿轮(452)带动转动盘(454)和第二机械臂(2)转动；第三光栅尺(459)检测转动盘(454)的旋转角度。

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