CN114890339B - 三面起吊搬运机器人的控制方法 - Google Patents

三面起吊搬运机器人的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种三面起吊搬运机器人的控制方法,该三面起吊搬运机器人设有等边三角形的底板、与底板各顶点均通过两个竖向杆相连的顶盖、通过竖向杆在搬运机器人三侧面滑动的升降组件、与升降组件相连的末端执行器;底板顶点处设有全向轮和黑线传感器甲;底板对边中点均设有与黑线传感器甲对应的黑线传感器乙;竖向杆既是搬运机器人的结构件,也与升降组件组成滑动副,使得搬运机器人的三侧面均能单独进行起吊搬运物品,搬运效率高;而搬运机器人通过全向轮与黑线传感器甲、乙配合,能够在较小的动作幅度下实现搬运机器人的灵活转向;该机器人的控制方法能够只增加两条相交的黑线A、黑线B就实现机器人的精确转向和移动定位,提高搬运效率,适配性更好。

Description

三面起吊搬运机器人的控制方法
技术领域
本发明涉及搬运机器人的技术领域,特别是涉及一种三面起吊搬运机器人的控制方法。
背景技术
搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人;通常的搬运作业指的是用一种设备握持工件,从一个加工位置移到另一个加工位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作,大大减轻了人类繁重的体力劳动。而进行搬运作业自动化的搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术,涉及到了力学、机械学、电器液压气压技术、自动控制技术、传感器技术、单片机技术和计算机技术等学科领域,已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务,在自身结构和性能上兼具人和机器各自进行搬运作业的优势,尤其体现出了人工智能和适应性;通常情况下的搬运机器人整体为箱型架构,只有一面供工件搬运,搬运效率低下;而且这种箱型架构搬运机器人的整个搬运过程中,动作幅度比较大,在狭窄的搬运空间或进行曲率比较大的转向时难免与旁边的物品产生磕碰,使用起来并不灵活。现有技术并没有就上述问题提出合理有效的技术方案。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题,提供一种三面起吊搬运机器人的控制方法。
本发明的技术方案是:一种三面起吊搬运机器人,包括支架、升降组件、末端执行器;
支架包括顶盖、底板、竖向杆;底板的横截面为等边三角形;底板的各个三角顶点均通过两个竖向杆与顶盖相连;
底板的三角形顶点处均设有全向轮和黑线传感器甲;全向轮独立驱动,全向轮轴线朝向底板的竖向中心轴线;底板的每个边线中点均设有与该边线相对顶点处的黑线传感器甲配合的黑线传感器乙;每个黑线传感器乙两侧均对称设有循迹传感器;
支架的三个侧面均设有升降组件;升降组件包括升降板、牵引绳、牵引筒;升降板两端与竖向杆形成竖向滑动副;牵引绳一端与升降板中部相连,另一端与牵引筒相连;与升降板中部相连的牵引绳绳段方向向上;
末端执行器设于升降板外侧面中部,与黑线传感器乙对应。
优选的,底板的三角形顶点处向外凸出;底板上与该底板的三角形顶点相对的对边中部为向内的凹陷部;凹陷部的两侧边缘对称向外倾斜。
优选的,升降组件还包括与顶盖相连的绕绳件、与底板相连的座板、输出端与牵引筒相连的升降电机;绕绳件包括两个水平设置的导绳柱甲、导绳柱乙;导绳柱甲在升降板正上方平行于升降板设置;导绳柱乙在牵引筒正上方平行于牵引筒设置;牵引绳绕经导绳柱甲、乙。
优选的,末端执行器包括舵机、与舵机输出端相连的9形钩;9形钩平行于升降板设置。
优选的,升降板下边缘设有朝下的触碰开关甲;在触碰开关甲下方的底板边缘设有与触碰开关甲相对应的触碰开关乙。
优选的,舵机上表面设有与牵引绳相连的起吊环。
优选的,升降板通过直线轴承与竖向杆形成竖向滑动副。
一种上述的三面起吊搬运机器人的控制方法,其特征在于:使用黑色引导轨迹;该黑色引导轨迹包括配合黑线传感器甲、黑线传感器乙、循迹传感器的黑线A和黑线B;黑线A和黑线B相交;底板的各个三角顶点分别为A点、B点、C点;与底板的各个三角顶点相对的三个对边中点分别为a点、b点、c点;该控制方法包括直线补偿修正方法和拐弯方法;
该直线补偿修正方法如下步骤:
第一步,a点处的黑线传感器乙与黑线A重合后,搬运机器人垂直于a点处的底板对边横移
三个全向轮驱使搬运机器人旋转或横移;a点处的循迹传感器识别黑线A;全向轮驱使搬运机器人的旋转或横移减速;a点处的黑线传感器乙识别黑线A,全向轮停止驱使搬运机器人旋转或横移;a点处的循迹传感器反应a点处的黑线传感器乙相对黑线A的偏离程度;全向轮可通过该循迹传感器反应的偏离程度缓慢驱使搬运机器人旋转或横移,使a点处的黑线传感器乙与黑线A重合;
然后全向轮驱使搬运机器人沿着垂直于a点处的底板对边的方向横移;
第二步,减少搬运机器人中性面相对黑线A的偏离程度
a点处的某一个循迹传感器识别到靠近黑线A,另一个循迹传感器识别到远离黑线A;当靠近黑线A的循迹传感器识别到黑线A将要超出其识别范围时,全向轮停止驱使搬运机器人横移,转为驱使搬运机器人缓慢旋转;全向轮对搬运机器人的旋转方向为远离黑线A的循迹传感器指向靠近黑线A的循迹传感器;
第三步,搬运机器人再次垂直于a点处的底板对边横移
a点处的黑线传感器乙识别到黑线A,全向轮停止驱使搬运机器人旋转;全向轮转为驱使搬运机器人再次垂直于a点处的底板对边横移;
第四步,搬运机器人直线行走
重复第二步、第三步,直至A点处的黑线传感器甲与a点处的黑线传感器乙同时识别到黑线A,全向轮驱使搬运机器人垂直于a点处的底板对边横移,即搬运机器人沿着黑线A直线行走;
拐弯方法包括如下步骤:
第S1步,搬运机器人停到黑线A与黑线B的相交处
搬运机器人按照直线补偿修正方法直线行走;底板的a处在前,A处在后;
底板B、C处的黑线传感器甲识别到黑线B,全向轮开始减速;底板b、c处的黑线传感器乙识别到黑线B时,全向轮停止输出,搬运机器人停在黑线A与黑线B的相交处;
第S2步,全向轮驱使搬运机器人转弯
按照拐弯方向需求,全向轮驱使搬运机器人旋转,直至底板A处的黑线传感器甲识别到黑线B,全向轮停止驱使搬运机器人旋转;在这个过程中,如果底板a处的黑线传感器乙未识别到黑线B,底板A处的黑线传感器甲识别到黑线B后,进行第S3-1步;如果底板a处的黑线传感器乙识别到黑线B,底板A处的黑线传感器甲识别到黑线B后,进行第S3-2步;
第S3-1步,全向轮驱使搬运机器人横移;横移方向与第S2步中搬运机器人旋转方向同向;底板a处的黑线传感器乙识别到黑线B,全向轮停止输出;进行S4步;
第S3-2步,全向轮驱使搬运机器人横移;横移方向与第S2步中搬运机器人旋转方向相反;底板a处的黑线传感器乙识别到黑线B,全向轮停止输出;进行S4步;
第S4步,搬运机器人进行直线补偿修正
搬运机器人按照直线补偿修正方法的第二步、第三步、第四步顺序进行;
第S5步,搬运机器人转弯完成
搬运机器人按照直线补偿修正方法直线行走。
本发明的有益效果是:本发明的三面起吊搬运机器人的控制方法,该三面起吊搬运机器人设有等边三角形的底板、与底板各顶点均通过两个竖向杆相连的顶盖、通过竖向杆在搬运机器人三侧面滑动的升降组件、与升降组件相连的末端执行器;底板顶点处设有全向轮和黑线传感器甲;底板各对边中点均设有与黑线传感器甲对应的黑线传感器乙;竖向杆既是搬运机器人的结构件,也与升降组件组成滑动副,使得搬运机器人的三侧面均能单独进行起吊搬运物品,搬运效率高;而搬运机器人通过全向轮与黑线传感器甲、乙配合,能够在较小的动作幅度下实现搬运机器人的灵活转向;该机器人的控制方法能够只增加两条相交的黑线A、黑线B就实现机器人的精确转向和移动定位,提高搬运效率,适配性更好。
附图说明
图1是实施例一的立体图;
图2是图1的I放大视图;
图3是图1的主视图;
图4是图3的A-A剖视图;
图5是图3的B-B剖视图;
图6是图1的仰视图;
图7是图6的II放大视图;
图8是图6的III放大视图;
图9是升降板与末端执行器的连接示意图;
图10是实施例一的工作立体图;
图11是实施例二中的底板的三个顶点以及对应的三个对边重点的标识图;
图12是实施例二的直线补偿修正方法的示意图;
图13是实施例二的拐弯方法的示意图;
图12、图13包括一系列图例;这些图例按照相应方法中的具体步骤进行排列;
图中:01.搬运物品、011.钩环、021.黑线A、022.黑线B、11.顶盖、12.底板、121.全向轮、122.黑线传感器乙、123.黑线传感器甲、124.触碰开关乙、125.循迹传感器、126.凹陷部、1261.凹陷部的两侧边缘、13.竖向杆、21.升降板、211.触碰开关甲、22.牵引绳、23.牵引筒、24.绕绳件、241.导绳柱甲、242.导绳柱乙、25.座板、26.升降电机、31.舵机、311.起吊环、32.9形钩。
实施方式
实施例一:参见图1-10,一种三面起吊搬运机器人,包括支架、升降组件、末端执行器;支架是整个搬运机器人的动作平台,还承担着搬运机器人的移动任务;升降组件带动末端执行器升降;而末端执行器直接用于与搬运物品建立连接关系;
支架包括顶盖、底板、竖向杆;底板的横截面为等边三角形;底板的各个三角顶点均通过两个竖向杆与顶盖相连;
底板的三角形顶点处均设有全向轮和黑线传感器甲;全向轮独立驱动,全向轮轴线朝向底板的竖向中心轴线;全向轮为现有成熟的技术,能够带动底板以及支架旋转或移动,这里不再赘述;底板的每个边线中点均设有与该边线相对顶点处的黑线传感器甲配合的黑线传感器乙;黑线传感器甲、乙配合,能够确定底板三角形的某一中线是否与黑线重合,从而引导全向轮旋转或移动搬运机器人,实现底板三角形的中线与黑线重合;每个黑线传感器乙两侧均对称设有循迹传感器;黑线传感器甲、乙均为数字量传感器;循迹传感器为模拟量传感器;模拟量传感器指的是应用于自动控制系统中,它将现场采集到的物理信号转换成电信号,并利用变送器进行信号的校正和标准化的传感器;而数字量传感器则是在模拟量传感器的基础上设定一个电信号阈值,超过该阈值为1,低于该阈值为0;对称设置的循迹传感器分别感应到每个黑线传感器乙相对黑线的距离,进行对比得出该黑线传感器乙相对黑线的偏移程度,进而帮助搬运机器人自我调整,确保与黑线的相对位置;关于这一点需要说明的是黑线传感器乙的设置位置搬运机器人主动靠近搬运物品的部位;该部位的位置准确性直接关系到搬运机器人起吊或者放下搬运物品时的准确性;黑线传感器甲与乙相对的位置关系刚好位于底板等边三角形的对称中心线上;搬运机器人通过同一对称中心线上的黑线传感器甲、乙的配合对黑线进行对齐循迹,进而沿对称中心线行走,进而行走得更为稳定;另外,三组黑线传感器甲和乙、全向轮可建立对称性的控制系统和控制方法的实现,进一步降低控制方法的运算量。
支架的三个侧面均设有升降组件;升降组件包括升降板、牵引绳、牵引筒;升降板两端与竖向杆形成竖向滑动副;牵引绳一端与升降板中部相连,另一端与牵引筒相连;与升降板中部相连的牵引绳绳段方向向上;牵引筒旋转通过牵引绳驱使升降板升降;
末端执行器设于升降板外侧面中部,与黑线传感器乙对应;黑线传感器乙的位置在于底板的边线中点,利于搬运物品的定位,同样利于末端执行器与搬运物品建立连接关系。
底板的三角形顶点处向外凸出,增大竖向杆、全向轮、黑线传感器甲的安装空间,以利于竖向杆、全向轮、黑线传感器甲的安装;底板上与该底板的三角形顶点相对的对边中部为向内的凹陷部;凹陷部的两侧边缘对称向外倾斜。底板上的对边实际为搬运机器人主动靠近搬运物品的部位;该位置向内凹陷部是相对于底板三角形顶点向外凸出而引起的形状变化;凹陷部的两侧边缘对称向外倾斜,可以在搬运机器人靠近搬运物品与搬运物品轮廓配合,使底边对边与被搬运物品更容易对中,便于之后的末端执行器与搬运物品件建立连接关系。
升降组件还包括与顶盖相连的绕绳件、与底板相连的座板、输出端与牵引筒相连的升降电机;绕绳件包括两个水平设置的导绳柱甲、导绳柱乙;导绳柱甲在升降板正上方平行于升降板设置;导绳柱乙在牵引筒正上方平行于牵引筒设置;牵引绳绕经导绳柱甲、乙;绕绳件通过导绳柱甲、乙改变牵引绳的走向;升降电机提供动力给牵引筒使得末端执行器升降;牵引绳经过导绳柱甲、乙的导引,能够把升降电机输出的驱动力传递给末端执行器,从而实现带动与末端执行器建立连接关系的搬运物品升降的功能。
末端执行器包括舵机、与舵机输出端相连的9形钩;9形钩平行于升降板设置;搬运机器人所搬运物品顶面设有与9形钩相对应的钩环;钩环与9形钩配合,从而建立搬运机器人与搬运物品的连接关系。
升降板下边缘设有朝下的触碰开关甲;在触碰开关甲下方的底板边缘设有与触碰开关甲相对应的触碰开关乙;触碰开关甲对应搬运物品顶面;触碰开关乙对应搬运物品侧面;触碰开关乙碰触到搬运物品后说明搬运机器人与搬运物品水平到达合适位置,启动升降组件下降;当触碰开关甲与搬运物品顶面触碰时,9形钩可以开始工作。
舵机上表面设有与牵引绳相连的起吊环,便于连接牵引绳。
升降板通过直线轴承与竖向杆形成竖向滑动副,减少升降板升降的摩擦,提高搬运物品起吊的稳定性。
实施例一的工作过程:
实施例一的工作过程依靠铺设地面上的黑线;搬运机器人上与黑线对应的控制器件为黑线传感器甲、黑线传感器乙以及循迹传感器;黑线传感器甲、乙能够识别地面上的黑线;循迹传感器能够对黑线传感器乙相对黑线的距离进行感应,从而得出黑线传感器乙相对黑线的偏移程度;搬运机器人借助黑线传感器甲、黑线传感器乙以及循迹传感器,为搬运机器人的旋转、移动动作提供参考;
搬运机器人通过黑线传感器甲、黑线传感器乙为搬运机器人的动作提供参考;在某一个黑线传感器甲处于识别到黑线状态时,与其对应的黑线传感器乙也处于识别到黑线的状态,这就表明搬运机器人底板的中线处于黑线正上方,搬运机器人可沿着黑线笔直移动;
搬运机器人通过循迹传感器为搬运机器人的动作提供参考;循迹传感器能够感应到距离黑线的距离,从而确定黑线传感器乙相对黑线的偏移程度,为搬运机器人旋转或水平移动提供参考,使该黑线传感器乙的位置与黑线尽快重合;
实施例一的起吊搬运物品的过程,
搬运机器人的底板三角形对边靠到搬运物品侧面时,触碰开关乙被触发,全向轮停止输出;升降电机通过牵引筒、牵引绳驱使升降板下降,直至触碰开关甲与搬运物品顶面接触而停止升降板的下降;此时,9形钩处于对应钩环位置;舵机启动,使得9形钩旋转,9形钩下端勾起钩环与搬运物品建立连接;然后升降电机反向转动;搬运物品随着9形钩、升降板沿着竖向杆升起;
升降板的升降过程,竖向杆主要功能在于升降板升降导向;搬运机器人移动,竖向杆的功能转为使得支架形成稳定结构,确保搬运机器人移动稳定性,每个面均为两个竖向杆,三个面可以形成独立运动的三套升降组件,可以各自提升各自的物品,互相不干涉。
实施例二:参见图11-13,一种使用实施例一所述的三面起吊搬运机器人的控制方法,使用黑色引导轨迹;该黑色引导轨迹包括配合黑线传感器甲、黑线传感器乙、循迹传感器的黑线A和黑线B;黑线A和黑线B相交;底板的各个三角顶点分别为A点、B点、C点;与底板的各个三角顶点相对的三个对边中点分别为a点、b点、c点;该控制方法包括直线补偿修正方法和拐弯方法;
该直线补偿修正方法如下步骤:
第一步,a点处的黑线传感器乙与黑线A重合后,搬运机器人垂直于a点处的底板对边横移
三个全向轮驱使搬运机器人旋转或横移;全向轮的运转是为了使a点出的黑线传感器乙与黑线A趋于重合,使搬运机器人进入直线补偿修正方法的初始状态;搬运机器人进入直线补偿修正方法的初始状态前存在两种情况:第一种情况,黑线A处于a点处的两个循迹传感器之间;第二种情况,黑线A不在a点处的的两个循迹传感器之间;第一种情况,a点处的循迹传感器直接识别黑线A ;第二种情况,a点处的循迹传感器在全向轮运转一定时间后,才识别黑线A ;无论第一种情况,还是第二种情况,a点处的循迹传感器识别黑线A;在a点处的循迹传感器未识别黑线A时,a点处的黑线传感器乙与黑线A的间距很大;所以全向轮的运转不减速,从而缩短进入直线补偿修正方法的初始状态所用的时间;a点处的黑线传感器乙识别黑线A,全向轮停止驱使搬运机器人旋转或横移;a点处的循迹传感器反应a点处的黑线传感器乙相对黑线A的偏离程度;全向轮可通过该循迹传感器反应的偏离程度缓慢驱使搬运机器人旋转或横移,使a点处的黑线传感器乙与黑线A重合;a点处的循迹传感器识别黑线A时,全向轮能够提前减速;这样,在之后的a点处的黑线传感器乙识别黑线A时,全向轮能够及时停止;搬运机器人停止时,a点处的黑线传感器乙只相对黑线A轻微偏离,减轻全向轮的调整幅度;
然后全向轮驱使搬运机器人沿着垂直于a点处的底板对边的方向横移;横移时, a点处的两个循迹传感器能够辅助指引方向,使A点处的黑线传感器甲靠近黑线A;
第二步,减少搬运机器人中性面相对黑线A的偏离程度
a点处的某一个循迹传感器识别到靠近黑线A,另一个循迹传感器识别到远离黑线A;a点处的两个循迹传感器用于控制第一步中搬运机器人的移动幅度;当靠近黑线A的循迹传感器识别到黑线A将要超出其识别范围时,全向轮停止驱使搬运机器人横移,转为驱使搬运机器人缓慢旋转;全向轮对搬运机器人的旋转方向为远离黑线A的循迹传感器指向靠近黑线A的循迹传感器;这样搬运机器人中性面相对黑线A的偏离程度得以减少,而搬运机器人也趋向于直线补偿修正方法的初始状态;
第三步,搬运机器人再次垂直于a点处的底板对边横移
a点处的黑线传感器乙识别到黑线A,全向轮停止驱使搬运机器人旋转;搬运机器人再次进入直线补偿修正方法的初始状态;全向轮转为驱使搬运机器人再次垂直于a点处的底板对边横移,形成第二步开始的状态;
第四步,搬运机器人直线行走
重复第二步、第三步,这样周而复始的操作使得A点处的黑线传感器甲不断靠近黑线A、搬运机器人中性面相对黑线A的偏离程度不断减少,直至A点处的黑线传感器甲与a点处的黑线传感器乙同时识别到黑线A,A点处的黑线传感器甲与a点处的黑线传感器乙的连线与搬运机器人中性面重合;全向轮驱使搬运机器人垂直于a点处的底板对边横移,即搬运机器人沿着黑线A直线行走;
因为,搬运机器人已起吊的搬运物品数量情况并不确定,从而造成整个搬运机器人的重心也并不确定,进而搬运机器人横移或旋转的动线并不确定;因此,搬运机器人使用直线补偿修正方法,需要使黑线传感器甲与黑线A趋于重合、不断减少搬运机器人中性面相对黑线A的偏离程度,直至搬运机器人中性面相对黑线A重合。
而搬运机器人沿着黑线A按照直线补偿修正方法行走的过程,也是使黑线传感器甲与黑线A趋于重合、搬运机器人中性面相对黑线A偏离程度不断减少,从而不断调整、不断补偿修正的过程,从而确保搬运机器人行进的准确性。
拐弯方法包括如下步骤:
第S1步,搬运机器人停到黑线A与黑线B的相交处
搬运机器人按照直线补偿修正方法直线行走;底板的a处在前,A处在后;这也是搬运机器人进行直线补偿修正方法时一直处于的状态;
底板B、C处的黑线传感器甲识别到黑线B,全向轮开始减速;底板b、c处的黑线传感器乙识别到黑线B时,全向轮停止输出,搬运机器人停在黑线A与黑线B的相交处;搬运机器人通过底板B、C处的黑线传感器甲提前减速,从而减少搬运机器人停止时因为惯性存在的偏差,减少搬运机器人拐弯时的调整量;
第S2步,全向轮驱使搬运机器人转弯
按照拐弯方向需求,全向轮驱使搬运机器人旋转,本实施例中按照图13所示的逆时针方向;直至底板A处的黑线传感器甲识别到黑线B,全向轮停止驱使搬运机器人旋转;搬运机器人因为自身惯性影响,停止旋转时必然出现位置偏差;在这个过程中,如果底板a处的黑线传感器乙未识别到黑线B,证明搬运机器人的大部分还未穿过黑线B,底板A处的黑线传感器甲识别到黑线B后,进行第S3-1步;如果底板a处的黑线传感器乙识别到黑线B,证明搬运机器人的大部分已经穿过黑线B,底板A处的黑线传感器甲识别到黑线B后,进行第S3-2步;
搬运机器人进行第S2步时,后续步骤存在两个选择;其原因在于,整个搬运机器人的重心也并不确定,进而搬运机器人旋转的动线并不确定;本实施例在第S2步的后续步骤会按照搬运机器人旋转过程的区别进行相应的后续步骤选择;
第S3-1步,全向轮驱使搬运机器人横移;横移方向与第S2步中搬运机器人旋转方向同向;底板a处的黑线传感器乙识别到黑线B,形成搬运机器人进行直线补偿修正方法第一步的初始状态,全向轮停止输出;进行S4步;
第S3-2步,全向轮驱使搬运机器人横移;横移方向与第S2步中搬运机器人旋转方向相反;底板a处的黑线传感器乙识别到黑线B,形成搬运机器人直线补偿修正方法第一步的初始状态,全向轮停止输出;进行S4步;
第S4步,搬运机器人进行直线补偿修正
搬运机器人按照直线补偿修正方法的第二步、第三步、第四步顺序进行;搬运机器人按照直线补偿修正方法,实现A处的黑线传感器甲与a处的黑线传感器乙连线与黑线B的重合;
图13中,第S4步提供两个图例表示,只是针对第S3-1步、第S3-2步的后续步骤说明;但这两个图例实质上是相同的,故同归为第S4步的解释说明。
第S5步,搬运机器人转弯完成
搬运机器人按照直线补偿修正方法直线行走;搬运机器人的沿着黑线B进行直线补偿修正,实际上也是一种沿黑线B直线行走;这样搬运机器人实现黑线A、B之间的行走线路的切换,实质上也就完成了转弯过程。

Claims (7)

1.一种三面起吊搬运机器人的控制方法,其特征在于,使用三面起吊搬运机器人;该三面起吊搬运机器人包括支架、升降组件、末端执行器;
支架包括顶盖、底板、竖向杆;底板的横截面为等边三角形;底板的各个三角顶点均通过两个竖向杆与顶盖相连;
底板的三角形顶点处均设有全向轮和黑线传感器甲;全向轮独立驱动,全向轮轴线朝向底板的竖向中心轴线;底板的每个边线中点均设有与该边线相对顶点处的黑线传感器甲配合的黑线传感器乙;每个黑线传感器乙两侧均对称设有循迹传感器;
支架的三个侧面均设有升降组件;升降组件包括升降板、牵引绳、牵引筒;升降板两端与竖向杆形成竖向滑动副;牵引绳一端与升降板中部相连,另一端与牵引筒相连;与升降板中部相连的牵引绳绳段方向向上;
末端执行器设于升降板外侧面中部,与黑线传感器乙对应;
该控制方法还使用黑色引导轨迹;该黑色引导轨迹包括配合黑线传感器甲、黑线传感器乙、循迹传感器的黑线A和黑线B;黑线A和黑线B相交;底板的各个三角顶点分别为A点、B点、C点;与底板的各个三角顶点相对的三个对边中点分别为a点、b点、c点;该控制方法包括直线补偿修正方法和拐弯方法;
该直线补偿修正方法如下步骤:
第一步,a点处的黑线传感器乙与黑线A重合后,搬运机器人垂直于a点处的底板对边横移
三个全向轮驱使搬运机器人旋转或横移;a点处的循迹传感器识别黑线A;全向轮驱使搬运机器人的旋转或横移减速;a点处的黑线传感器乙识别黑线A,全向轮停止驱使搬运机器人旋转或横移;a点处的循迹传感器反应a点处的黑线传感器乙相对黑线A的偏离程度;全向轮可通过该循迹传感器反应的偏离程度缓慢驱使搬运机器人旋转或横移,使a点处的黑线传感器乙与黑线A重合;
然后全向轮驱使搬运机器人沿着垂直于a点处的底板对边的方向横移;
第二步,减少搬运机器人中性面相对黑线A的偏离程度
a点处的某一个循迹传感器识别到靠近黑线A,另一个循迹传感器识别到远离黑线A;当靠近黑线A的循迹传感器识别到黑线A将要超出其识别范围时,全向轮停止驱使搬运机器人横移,转为驱使搬运机器人缓慢旋转;全向轮对搬运机器人的旋转方向为远离黑线A的循迹传感器指向靠近黑线A的循迹传感器;
第三步,搬运机器人再次垂直于a点处的底板对边横移
a点处的黑线传感器乙识别到黑线A,全向轮停止驱使搬运机器人旋转;全向轮转为驱使搬运机器人再次垂直于a点处的底板对边横移;
第四步,搬运机器人直线行走
重复第二步、第三步,直至A点处的黑线传感器甲与a点处的黑线传感器乙同时识别到黑线A,全向轮驱使搬运机器人垂直于a点处的底板对边横移,即搬运机器人沿着黑线A直线行走;
拐弯方法包括如下步骤:
第S1步,搬运机器人停到黑线A与黑线B的相交处
搬运机器人按照直线补偿修正方法直线行走;底板的a处在前,A处在后;
底板B、C处的黑线传感器甲识别到黑线B,全向轮开始减速;底板b、c处的黑线传感器乙识别到黑线B时,全向轮停止输出,搬运机器人停在黑线A与黑线B的相交处;
第S2步,全向轮驱使搬运机器人转弯
按照拐弯方向需求,全向轮驱使搬运机器人旋转,直至底板A处的黑线传感器甲识别到黑线B,全向轮停止驱使搬运机器人旋转;在这个过程中,如果底板a处的黑线传感器乙未识别到黑线B,底板A处的黑线传感器甲识别到黑线B后,进行第S3-1步;如果底板a处的黑线传感器乙识别到黑线B,底板A处的黑线传感器甲识别到黑线B后,进行第S3-2步;
第S3-1步,全向轮驱使搬运机器人横移;横移方向与第S2步中搬运机器人旋转方向同向;底板a处的黑线传感器乙识别到黑线B,全向轮停止输出;进行S4步;
第S3-2步,全向轮驱使搬运机器人横移;横移方向与第S2步中搬运机器人旋转方向相反;底板a处的黑线传感器乙识别到黑线B,全向轮停止输出;进行S4步;
第S4步,搬运机器人进行直线补偿修正
搬运机器人按照直线补偿修正方法的第二步、第三步、第四步顺序进行;
第S5步,搬运机器人转弯完成
搬运机器人按照直线补偿修正方法直线行走。
2.根据权利要求1所述的三面起吊搬运机器人的控制方法,其特征在于:底板的三角形顶点处向外凸出;底板上与该底板的三角形顶点相对的对边中部为向内的凹陷部;凹陷部的两侧边缘对称向外倾斜。
3.根据权利要求1所述的三面起吊搬运机器人的控制方法,其特征在于:升降组件还包括与顶盖相连的绕绳件、与底板相连的座板、输出端与牵引筒相连的升降电机;绕绳件包括两个水平设置的导绳柱甲、导绳柱乙;导绳柱甲在升降板正上方平行于升降板设置;导绳柱乙在牵引筒正上方平行于牵引筒设置;牵引绳绕经导绳柱甲、乙。
4.根据权利要求1-3任一所述的三面起吊搬运机器人的控制方法,其特征在于:末端执行器包括舵机、与舵机输出端相连的9形钩;9形钩平行于升降板设置。
5.根据权利要求4所述的三面起吊搬运机器人的控制方法,其特征在于:升降板下边缘设有朝下的触碰开关甲;在触碰开关甲下方的底板边缘设有与触碰开关甲相对应的触碰开关乙。
6.根据权利要求4所述的三面起吊搬运机器人的控制方法,其特征在于:舵机上表面设有与牵引绳相连的起吊环。
7.根据权利要求1所述的三面起吊搬运机器人的控制方法,其特征在于:升降板通过直线轴承与竖向杆形成竖向滑动副。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090085176A (ko) * 2008-02-04 2009-08-07 한국과학기술원 다수의 하이브리드 형태의 다리를 갖는 이동로봇 및 그제어 방법
CN104848876A (zh) * 2015-05-18 2015-08-19 哈尔滨工程大学 全方位移动机器人定位码盘的安装误差测量方法
CN205253596U (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 河南科技大学 一种智能循迹颜色分拣搬运机器人的控制系统
CN106863261A (zh) * 2017-04-18 2017-06-20 四川理工学院 一种全向轮驱动绳索式升降抓取机器人
CN207895313U (zh) * 2018-01-12 2018-09-21 西北民族大学 一种自主移动式搬运机器人
CN109974746A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 深圳市优必选科技有限公司 全向轮里程校准方法及机器人
CN114378832A (zh) * 2022-03-01 2022-04-22 南京工程学院 基于视觉的三工位轮式搬运机器人全自动控制系统及方法
CN114425775A (zh) * 2022-03-01 2022-05-03 南京工程学院 基于视觉的搬运避障码垛全自动三工位轮式机器人装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090085176A (ko) * 2008-02-04 2009-08-07 한국과학기술원 다수의 하이브리드 형태의 다리를 갖는 이동로봇 및 그제어 방법
CN104848876A (zh) * 2015-05-18 2015-08-19 哈尔滨工程大学 全方位移动机器人定位码盘的安装误差测量方法
CN205253596U (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 河南科技大学 一种智能循迹颜色分拣搬运机器人的控制系统
CN106863261A (zh) * 2017-04-18 2017-06-20 四川理工学院 一种全向轮驱动绳索式升降抓取机器人
CN109974746A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 深圳市优必选科技有限公司 全向轮里程校准方法及机器人
CN207895313U (zh) * 2018-01-12 2018-09-21 西北民族大学 一种自主移动式搬运机器人
CN114378832A (zh) * 2022-03-01 2022-04-22 南京工程学院 基于视觉的三工位轮式搬运机器人全自动控制系统及方法
CN114425775A (zh) * 2022-03-01 2022-05-03 南京工程学院 基于视觉的搬运避障码垛全自动三工位轮式机器人装置

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