CN115655102A - 一种搭载尺寸测量系统的自主机器人及工件测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搭载尺寸测量系统的自主机器人及工件测量方法，机器人主要包括用于控制自主机器人进行移动的机器人底盘和用于完成工件测量的尺寸测量系统；方法主要通过搭载尺寸测量系统的自主机器人完成工件测量。在需要对精密工件进行抽检、巡检时，不需要将工件运输到质检实验室排队质检，可以在生产现场完成工件的质检工作。本发明所公开的一种搭载尺寸测量系统的自主机器人可以利用激光雷达或摄像头对周边环境进行扫描，再通过软件算法构建即时地图来实现自主性导航；通过自检算法完成搭载尺寸测量系统的精度校准，方便操作人员当场完成质检，通过去中心化的质检工作，提高了精密工件的生产效率。

Description

一种搭载尺寸测量系统的自主机器人及工件测量方法

技术领域

本发明涉及自主机器人技术领域，尤其是一种搭载尺寸测量系统的自主机器人及工件测量方法。

背景技术

精密工件的生产及组装一般需要对生产的工件进行定期抽检或巡检，以确保生产的工件符合质量、精度上的要求。但是目前在制造车间中，工件的质量检测多为将生产加工后的产品送入专门的质检实验室做检测，待检测达标后，再进行下一工序生产。而质检实验室与制造车间存在一定的物理距离，工件需要花费一定的运输时间才能被送去质检；同时质检实验室由于需要负责多份工件的质检工作，工件需要等待一定的排队时间后才能开始检测。由此可见中心化的质检工作会影响精密工件的生产效率，亟需采用一定的措施优化工件的质检流程。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例为了达到去中心化的质检工作，提供一种搭载尺寸测量系统的自主机器人及工件测量方法。

本发明的第一方面提供了一种搭载尺寸测量系统的自主机器人，包括机器人底盘和尺寸测量系统；

所述机器人底盘用于控制自主机器人进行移动；

所述尺寸测量系统用于完成工件的测量。

进一步地，所述机器人底盘上设有导航传感系统、机器人控制器、测量平台控制器、第一驱动模块和第二驱动模块；

所述第一驱动模块用于驱动自主机器人移动，所述第二驱动模块用于驱动尺寸测量系统移动；

所述导航系统用于通过第一驱动模块控制自主机器人的移动；

所述机器人控制器用于对自主机器人进行路径规划、能源控制和电机控制，并将控制结果反映于导航系统上；

所述测量平台控制器用于控制尺寸测量系统完成工件的测量。

进一步地，所述机器人控制器的路径规划通过以下步骤完成：

确定自主机器人移动的目标位置；

通过激光雷达、摄像头、惯性测量单元、编码器、超声波雷达中的一种或多种检测自主机器人的自身状态和目标位置的环境状态；

根据自主机器人的自身状态和目标位置的环境状态，对自主机器人进行路径规划。

进一步地，所述尺寸测量系统，具体包括测量传感头、控制器、可移动检测工作台和操作屏幕。

进一步地，所述尺寸测量系统还包括可变照明单元，所述可变照明单元用于向可移动检测工作台提供光源照射，通过所述操作屏幕控制可变照明单元的启停、照射角度与照射亮度。

进一步地，所述尺寸测量系统还包括自检模块，所述自检模块用于检测测量传感头和可移动检测工作台的测量精度是否处于预设精度范围中；当测量传感头和可移动检测工作台的测量精度达不到预设精度范围时，停止工件的测量并进行提示。

进一步地，所述机器人底盘上还设有通信系统，所述通信系统用于接收控制指令，根据控制指令对自主机器人进行管理及调度，所述通信系统还用于返回工件测量结果。

本发明实施例的第二方面提供了一种工件测量方法，通过一种搭载尺寸测量系统的自主机器人完成，包括以下步骤：

通过通信系统呼叫搭载尺寸测量系统的自主机器人移动到生产现场的指定位置；

使用人工或机械臂将工件放置于所述搭载尺寸测量系统的自主机器人的尺寸测量系统上；

通过操作屏幕人工启动尺寸检测测量系统，开始工件尺寸检测，得到工件测量结果；

或；

通过其它机器人与自主机器人建立通信，启动测量程序，开始工件尺寸检测，得到工件测量结果；在操作屏幕上输出所述工件测量结果；

通过通信系统将所述工件测量结果发送到服务器进行实时结果分析；

当所述工件尺寸测量结果位于预设尺寸范围时，指示生产机床继续生产工件；所述预设尺寸范围包括工件目标尺寸、公差和表面质量要求；

当所述工件尺寸测量结果超出预设尺寸范围时，指示生产机床停止生产工件。

进一步地，所述工件尺寸检测，具体包括以下步骤：

将第一驱动模块锁死，停止自主机器人的移动；

通过测量传感头测量工件的长度、宽度、几何公差和表面缺陷，得到中间测量结果；

通过第二驱动模块控制可移动检测工作台移动后，反复测量工件尺寸，得到多组中间测量结果；

将多组中间测量结果进行汇总计算，得到工件测量结果。

进一步地，所述反复测量工件尺寸，具体执行以下步骤：

调整可变照明单元的启停、照射角度与照射亮度；

调整工件的摆放角度；

通过测量传感头反复测量工件尺寸，得到处于不同亮度和角度下的中间测量结果。

本发明的实施例具有如下方面的有益效果：本发明所公开一种搭载尺寸测量系统的自主机器人及工件测量方法，在需要对精密工件进行抽检、巡检时，不需要将工件运输到质检实验室排队质检，可以在生产现场完成工件的质检工作。本发明所公开的一种搭载尺寸测量系统的自主机器人可以利用激光雷达或摄像头对周边环境进行扫描，再通过软件算法构建即时地图来实现自主性导航；通过自检算法完成搭载尺寸测量系统的精度校准，方便操作人员当场完成质检，通过去中心化的质检工作，提高了精密工件的生产效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本发明一种搭载尺寸测量系统的自主机器人及工件测量方法的自主机器人结构示意图；

图2是本发明一种搭载尺寸测量系统的自主机器人及工件测量方法的自主机器人控制原理示意图；

图3是本发明一种搭载尺寸测量系统的自主机器人及工件测量方法的自主机器人尺寸测量单元示意图；

图4是本发明一种搭载尺寸测量系统的自主机器人及工件测量方法的自助机器人工作流程示意图；

图5是本发明一种搭载尺寸测量系统的自主机器人及工件测量方法的测量方法流程图；

附图标记：10-机器人底盘、110-状态及信号灯、120-激光雷达、130-急停按钮、140-充电接口、20-尺寸测量系统、210-测量传感头、220-可移动测量工作台、230-操作屏幕、240-可变照明单元。

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。

需要说明的是，在本文中，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。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”、“内”、“外”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。为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

实施例1

请参照图1，本实施例提供一种搭载尺寸测量系统的自主机器人，可用于生产车间和组装作业现场的工件尺寸自主检测，其包括机器人底盘10和尺寸测量系统20。其中，机器人底盘10上设有激光雷达120，尺寸测量系统20位于机器人底盘10上方。激光雷达120用于为搭载尺寸测量系统的自主机器人提供导航、定位信息，使得搭载尺寸测量系统的自主机器人能够按照规划的路径移动。具体地，激光雷达120将检测到的数据传输至机器人底盘10上的导航传感系统，导航传感系统根据数据在已生成并加载到导航传感系统的地图中确定搭载尺寸测量系统的自主机器人的方位，首先定位搭载尺寸测量系统的自主机器人自身的位置信息，然后定位需检测尺寸工件工位的位置信息，并规划出搭载尺寸测量系统的自主机器人的行走路径，进而驱动自主机器人的第一驱动模块令自主机器人按规划路径移动。第一驱动模块为驱动自主机器人移动的模块，搭载尺寸测量系统的自主机器人的接地行走方式可选轮式行进或履带式行进，出于避震方面的考虑，本实施例搭载尺寸测量系统的自主机器人采用履带式行进方式。导航传感系统所收集的传感器数据可选包括激光雷达、摄像头、惯性测量单元、编码器、超声波雷达中的一种或多种传感器数据，将传感器数据进行数据融合后，得到导航传感系统所需要的检测数据。

本实施例中一种搭载尺寸测量系统的自主机器人的控制原理示意图请参考图2。

本实施例中，尺寸测量系统20至少包括测量传感头210和可移动检测工作台220，尺寸测量系统20用于检测对象工件的尺寸和表面质量，例如，当测量传感头210为摄像头时，采集测量对象工件的图像尺寸等信息。

请参考图3，当测量传感头210为摄像头时，在采集工件尺寸图像信息过程中，在摄像头210的位置处还配置有可变照明单元240，可变照明单元可在摄像头外圈和可移动检测工作台台下安装布置，从上下两个角度提供足够亮度的光环境，利于提高采集工件尺寸图像的清晰度从而保证检测精度。

本实施例中，在自主机器人移动到指定位置后，操作人员可以通过操作屏幕控制尺寸测量系统进行工件尺寸测量。具体地，操作人员向操作屏幕发送测量控制指令，操作屏幕接收到测量控制指令后，将测量控制指令传输到测量平台控制器，测量平台控制器根据接收到的测量控制指令，驱动第二驱动模块运作或调整可变照明单元进行工件测量，并将工件测量结果反映在操作屏幕上。第二驱动模块用于控制尺寸测量平台的测量传感头进行旋转、倾斜、对焦等操作；或是控制可移动检测工作台进行水平方向或是垂直方向的移动，其中，可移动检测工作台在一次测量控制指令中移动仅能向一个方向移动，此为为了避免精度损失或是工件摩擦受损等问题。操作人员通过操作屏幕可调整可变照明单元的启停、照射角度与照射亮度，以获得更好的测量效果。

本实施例中，搭载尺寸测量系统的自主机器人还包括自检模块，由于在机器人移动过程中可能因颠簸、倾斜等原因造成尺寸测量系统的精度丢失，因此本实施例自主机器人内置自检模块，用于检测测量传感头和可移动检测工作台的测量精度是否处于预设精度范围中；当测量传感头和可移动检测工作台的测量精度达不到预设精度范围时，停止工件的测量并进行提示。

本实施例中，自主机器人还包括通信系统，通信系统用于提供搭载尺寸测量系统的自主机器人与外部服务器的数据交互。通信系统内部连接自主机器人的机器人控制器和测量平台控制器，可以实时获取机器人的传感器数据、路径规划数据；并向机器人控制器下放控制指令，直接控制第一驱动模块或通过导航传感系统间接控制第一驱动模块，以控制自主机器人的行走；通信系统还可向测量平台控制器下发控制指令，控制第二驱动模块、可变照明单元和自检模块工作。

本实施例中，搭载尺寸测量系统的自主机器人上设有充电系统，充电系统与外部电源接口自动对接以对搭载尺寸测量系统的自主机器人充电。具体地，充电系统包括电连接的充电触片，又称充电接口140和机载电池，机器人控制器包括电压传感器，机载电池与机器人控制器的电压传感器建立电连接以检测机载电池的电压，当机载电池的电压不足时，表示搭载尺寸测量系统的自主机器人需要充电，此时机器人控制器接收到反馈信号控制搭载尺寸测量系统的自主机器人移动到充电设备，本实例中是充电接口和充电桩，触片和充电桩的充电接头对接以完成对搭载尺寸测量系统的自主机器人的充电。

当搭载尺寸测量系统的自主机器人遇紧急情况时，通过搭载尺寸测量系统的自主机器人上设有的急停按钮130控制搭载尺寸测量系统的自主机器人停止一切运动，以保证安全。具体地，急停按钮130和机器人控制器建立电连接关系，按下急停按钮130后，机器人控制器控制搭载尺寸测量系统的自主机器人的所有动作停止。急停按钮130供现场在搭载尺寸测量系统的自主机器人附近的操作人员紧急使用。

如图4所示，本实施例提供的搭载尺寸测量系统的自主机器人，可通过通信模块远程向搭载尺寸测量系统的自主机器人下发检测指令，搭载尺寸测量系统的自主机器人能自动执行检测任务，搭载尺寸测量系统的自主机器人具有安全激光定位、自动导航、自动采集工件尺寸及表面质量、自动充电、自动避障、远程调度等功能，和远程服务器、云平台等完成信息交互，提高检测的工作效率。

实施例2

如图5所示，本实施例中提供一种工件测量方法，通过搭载尺寸测量系统的自主机器人完成，包括以下步骤：

S1.通过通信系统呼叫搭载尺寸测量系统的自主机器人移动到生产现场的指定位置具体地，除了下发移动之另外，也可通过通信系统向搭载尺寸测量系统的自主机器人下发其它指令，如充电指令、急停指令等。

S2.使用人工或机械臂将工件放置于所述搭载尺寸测量系统的自主机器人的尺寸测量系统上。

S3-A.通过操作屏幕人工启动尺寸检测测量系统，开始工件尺寸检测，得到工件测量结果；

或；

S3-B.通过其它机器人与自主机器人建立通信，启动测量程序，开始工件尺寸检测，得到工件测量结果；在操作屏幕上输出所述工件测量结果。

步骤S3-A或S3-B中，工件尺寸检测，具体包括以下步骤：

S3-1.将第一驱动模块锁死，停止自主机器人的移动；

S3-2,通过测量传感头测量工件的长度、宽度、几何公差和表面缺陷，得到中间测量结果；

通过第二驱动模块控制可移动检测工作台移动后，反复测量工件尺寸，得到多组中间测量结果；

S3-3.将多组中间测量结果进行汇总计算，得到工件测量结果。

步骤S3-2中，反复测量工件尺寸，具体执行以下步骤：

S3-2-1.调整可变照明单元的启停、照射角度与照射亮度；

S3-2-2.调整工件的摆放角度；

S3-2-3.通过测量传感头反复测量工件尺寸，得到处于不同亮度和角度下的中间测量结果。

S4.通过通信系统将所述工件测量结果发送到服务器进行实时结果分析。具体地，可以在服务器中进行人工数据分析或是通过神经算法模型对工件测量结果进行分析，本实施例中使用神经算法模型对工件测量结果进行分析。

S5-A.当所述工件尺寸测量结果位于预设尺寸范围时，指示生产机床继续生产工件；所述预设尺寸范围包括工件目标尺寸、公差和表面质量要求。

S5-B.当所述工件尺寸测量结果超出预设尺寸范围时，指示生产机床停止生产工件。

本实施例中，当搭载尺寸测量系统的自主机器人遇到急停情况时，通过以下步骤完成急停操作：

S10.按下搭载尺寸测量系统的自主机器人上的急停按钮130，停止搭载尺寸测量系统的自主机器人的一切运动；

S11-A.分析导致急停的原因后，连接到通信系统恢复搭载尺寸测量系统的自主机器人任务；

或；

S11-B.重新发送检测指令，启动搭载尺寸测量系统的自主机器人重新按安全激光雷达120规划的路径行走。

本实施例中当搭载尺寸测量系统的自主机器人需要充电时，通过以下步骤完成充电：

S20.获取搭载尺寸测量系统的自主机器人的电量。具体地，机器人控制器与搭载尺寸测量系统的自主机器人的机载电池电连接，通过电压传感器检测机载电池的电压。

S21：当电量少于预设值时，控制搭载尺寸测量系统的自主机器人移动到充电设备。具体地，电压小于预设值时，说明电量不足，需要充电，此时，控制搭载尺寸测量系统的自主机器人移动到充电设备，例如充电桩。

S220：所述搭载尺寸测量系统的自主机器人的充电触片与所述充电桩的触头对接，以对搭载尺寸测量系统的自主机器人充电。具体地，搭载尺寸测量系统的自主机器人上设有继电器、搭载尺寸测量系统的自主机器人的充电触片和机载电池，继电器分别和搭载尺寸测量系统的自主机器人的充电触片和机载电池电连接，搭载尺寸测量系统的自主机器人的充电触片和机载电池电连接，并且机器人控制器和继电器电连接。充电时，当搭载尺寸测量系统的自主机器人的充电触片与充电桩的触头对接时，机器人控制器控制继电器打开，充电桩上的电通过搭载尺寸测量系统的自主机器人的充电触片传给机载电池，完成充电。

实施例3

本实施例描述了一种搭载尺寸测量系统的自主机器人的一种具体测量步骤。

当搭载尺寸测量系统的自主移动机器人收到工件检测需求后，从充电桩或其他工位完成工作后根据需测量工件所在的工位自主导航到工位；

当到达工位后，搭载尺寸测量系统的自主移动机器人通过通信系统发送到位信号给管理及调度系统(部署在本地服务或云端服务器)，并伸出可移动检测工作台220；

管理及调度系统发信号给需测量工件工位的其他机器人，其他机器人上机械臂将需测量工件夹持到搭载尺寸测量系统的自主移动机器人到位后伸出的可移动检测工作台220；

可移动检测工作台220的作用在于承托其他机器人夹持的待测量工件，考虑到其他机器人的末端执行器体积都较大，有可能在移动过程中碰撞测量传感头210；

可移动检测工作台220上设有位置传感器，用于测量被放置到移动检测工作台零件的高度，如高度超出测量平台的行程，可移动检测工作台220不会收回，也即不会回到测量位置，保护了测量传感头210不会被碰撞；

搭载尺寸测量系统的自主移动机器人在接收到可移动检测工作台220位置传感器信号后，控制系统会发信号给管理及调度系统(部署在本地服务或云端服务器)，管理及调度系统发信号给需测量工件工位的其他机器人，其他机器人上机械臂将在可移动检测工作台220上需测量工件夹持并搬走；

当待测量工件在可测量高度范围内，可移动检测工作台220进入测量位置，可移动检测工作台220通过第二驱动模块驱动作XY方向移动，以使得工件能通过X轴和Y轴移动都被测量传感头210作采样，本实例中，测量传感头210是摄像头；

其中，测量摄像头为保证拍照采样的镜头畸变尽可能地小，采用的是非广角镜头。由于非广角镜头的拍摄范围有限，可移动检测工作台220的第二驱动模块作低速移动，让测量摄像头拍照采样中有充分时间拍摄采样；

本实施例中，可移动检测工作台220的移动是X轴和Y轴都是匀速并同速移动，保障了工件被拍摄采样中不会出现X方向和Y方向速度不同带来的变形；测量摄像头还可以作Z方向移动，对于需测量工件的小孔和台阶孔作微距拍摄；

本实施例中可移动检测工作台220在本实例中为透明玻璃或透明材料；可移动检测工作台220下有可变照明单元，通过可移动检测工作台220的移动和可变照明单元的照明，可使工件上的通孔获得清晰的拍摄边缘效果。

拍摄采样后，测量系统会将采样图片合并并和预先输入的工件尺寸进行对比.其中，测量摄像头对工件进行第一面和第三面采样，完成后，可移动检测工作台220推出，搭载尺寸测量系统的自主移动机器人和管理及调度系统通信，其他机器人上的机械臂将工件夹持并将工件翻转90度，再放置到可移动检测工作台220，可移动检测工作台220再回到测量位置(初始位置)，重复上述的测量过程，完成第二面和第四面的测量；

重复上述过程，完成第五面和第六面测量；至此，工件的六个面全部完成采样测量。

为保障测量过程没有震动影响测量精度，搭载尺寸测量系统的自主移动机器人会停止移动，直至工件测量完成，并被其他机器人上的机械臂取走为止。

实施例4

本实施例描述了一种搭载尺寸测量系统的自主机器人的又一种具体测量步骤。

当搭载尺寸测量系统的自主移动机器人收到工件检测需求后，从充电桩或其他工位完成工作后根据需测量工件所在的工位自主导航到工位；

当到达工位后，搭载尺寸测量系统的自主移动机器人通过通信系统发送到位信号给管理及调度系统(部署在本地服务或云端服务器)，并伸出可移动检测工作台220；

所在工位的操作人员将需测量工件放置到可移动检测工作台220上，并点击尺寸测量系统的操作屏幕230上启动按钮；

可移动检测工作台220上设有位置传感器，用于测量被放置到移动检测工作台零件的高度，如高度超出测量平台的行程，可移动检测工作台220不会收回，也即不会回到测量位置，保护了测量传感头210不会被碰撞；

搭载尺寸测量系统的自主移动机器人在接收到可移动检测工作台220位置传感器信号后，机器人控制系统会发信号给操作屏幕230提示操作人员将在可移动检测工作台220上需测量工件取走；

当待测量工件在可测量高度范围内，可移动检测工作台220进入测量位置，可移动检测工作台220通过第二驱动模块驱动作XY方向移动，以使得工件能通过X轴和Y轴移动都被测量传感头210作采样，本实例中，测量传感头210是摄像头；

其中，测量摄像头为保证拍照采样的镜头畸变尽可能地小，采用的是非广角镜头。由于非广角镜头的拍摄范围有限，可移动检测工作台220的第二驱动模块作低速移动，让测量摄像头拍照采样中有充分时间拍摄采样；

本实施例中，可移动检测工作台220的移动是X轴和Y轴都是匀速并同速移动，保障了工件被拍摄采样中不会出现X方向和Y方向速度不同带来的变形；测量摄像头还可以作Z方向移动，对于需测量工件的小孔和台阶孔作微距拍摄；

本实施例中可移动检测工作台220在本实例中为透明玻璃或透明材料；可移动检测工作台220下有可变照明单元，通过可移动检测工作台220的移动和可变照明单元的照明，可使工件上的通孔获得清晰的拍摄边缘效果。

拍摄采样后，测量系统会将采样图片合并并和预先输入的工件尺寸进行对比.其中，测量摄像头对工件进行第一面和第三面采样，完成后，可移动检测工作台220推出，搭载尺寸测量系统的自主移动机器人和管理及调度系统通信，操作人员将工件翻转90度，再放置到可移动检测工作台220，可移动检测工作台220再回到测量位置(初始位置)，重复上述的测量过程，完成第二面和第四面的测量；

重复上述过程，完成第五面和第六面测量；至此，工件的六个面全部完成采样测量。

为保障测量过程没有震动影响测量精度，搭载尺寸测量系统的自主移动机器人会停止移动，直至工件测量完成，并被操作人员取走为止。

实施例5

本实施例描述了一种搭载尺寸测量系统的自主机器人的再一种具体测量步骤。

当搭载尺寸测量系统的自主移动机器人收到工件检测需求后，从充电桩或其他工位完成工作后根据需测量工件所在的工位自主导航到工位；

当到达工位后，搭载尺寸测量系统的自主移动机器人通过通信系统发送到位信号给管理及调度系统(部署在本地服务或云端服务器)，并伸出可移动检测工作台220；

所在工位的操作人员将需测量工件放置到可移动检测工作台220上，并点击尺寸测量系统的操作屏幕230上启动按钮；

可移动检测工作台220上设有位置传感器，用于测量被放置到移动检测工作台零件的高度，如高度超出测量平台的行程，可移动检测工作台220不会收回，也即不会回到测量位置，保护了测量传感头210不会被碰撞；

搭载尺寸测量系统的自主移动机器人在接收到可移动检测工作台220位置传感器信号后，控制系统会发信号给管理及调度系统(部署在本地服务或云端服务器)，管理及调度系统发信号给需测量工件工位的其他机器人，其他机器人上机械臂将在可移动检测工作台220上需测量工件夹持并搬走；

当待测量工件在可测量高度范围内，可移动检测工作台220进入测量位置，可移动检测工作台220通过第二驱动模块驱动作XY方向移动，以使得工件能通过X轴和Y轴移动都被测量传感头210作采样，本实例中，测量传感头210是接触式探头；

其中接触式探头为保证接触式测量过程中接触式探头能稳定地逐点扫描工件的表面，可移动检测工作台220的移动是X轴和Y轴都是匀速并同速移动，保障了工件被接触逐点扫描中不会出现X方向和Y方向速度过快带来接触式探头的过度变形而影响测量精度和损坏；

本实施例中，接触式探头可以作Z方向移动，对于需测量工件的小孔和台阶孔作逐点扫描；可移动检测工作台220在本实施例中上有安装可夹持工件的夹具，如电动夹具用于夹持被测量的工件；

逐点扫描后，测量系统会将采扫描结果合并并和预先输入的工件尺寸进行对比；本实施例中，接触式探头可使用十字探头，能提供5个维度的测量，可以对工件进行第一面、第二面、第四面，第五面，第六面的扫描。完成后，可移动检测工作台220推出，搭载尺寸测量系统的自主移动机器人的操作屏幕230显示提示文字，提醒操作人员将工件翻转180度，再放置到可移动检测工作台220，可移动检测工作台220再回到测量位置(初始位置)，重复上述的测量过程，完成第三面的测量；至此，工件的六个面全部完成采样测量.

为保障测量过程没有震动影响测量精度，搭载尺寸测量系统的自主移动机器人会停止移动，直至工件测量完成，并被操作人员取走为止。

可以理解，附图所示的结构仅为示意，在实际中还可包括比附图中所示更多或者更少的组件，或者具有与附图所示不同的配置。附图中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

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。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种搭载尺寸测量系统的自主机器人，其特征在于，包括机器人底盘和尺寸测量系统；

所述机器人底盘用于控制自主机器人进行移动；

所述尺寸测量系统用于完成工件的测量。

2.根据权利要求1所述的一种搭载尺寸测量系统的自主机器人，其特征在于，所述机器人底盘上设有导航传感系统、机器人控制器、测量平台控制器、第一驱动模块和第二驱动模块；

所述第一驱动模块用于驱动自主机器人移动，所述第二驱动模块用于驱动尺寸测量系统移动；

所述导航系统用于通过第一驱动模块控制自主机器人的移动；

所述机器人控制器用于对自主机器人进行路径规划、能源控制和电机控制，并将控制结果反映于导航系统上；

所述测量平台控制器用于控制尺寸测量系统完成工件的测量。

3.根据权利要求2所述的一种搭载尺寸测量系统的自主机器人，其特征在于，所述机器人控制器的路径规划通过以下步骤完成：

确定自主机器人移动的目标位置；

通过激光雷达、摄像头、惯性测量单元、编码器、超声波雷达中的一种或多种检测自主机器人的自身状态和目标位置的环境状态；

根据自主机器人的自身状态和目标位置的环境状态，对自主机器人进行路径规划。

4.根据权利要求1所述的一种搭载尺寸测量系统的自主机器人，其特征在于，所述尺寸测量系统，具体包括测量传感头、可移动检测工作台和操作屏幕。

5.根据权利要求4所述的一种搭载尺寸测量系统的自主机器人，其特征在于，所述尺寸测量系统还包括可变照明单元，所述可变照明单元用于向可移动检测工作台提供光源照射，通过所述操作屏幕控制可变照明单元的启停、照射角度与照射亮度。

6.根据权利要求4所述的一种搭载尺寸测量系统的自主机器人，其特征在于，所述尺寸测量系统还包括自检模块，所述自检模块用于检测测量传感头和可移动检测工作台的测量精度是否处于预设精度范围中；当测量传感头和可移动检测工作台的测量精度达不到预设精度范围时，停止工件的测量并进行提示。

7.根据权利要求1所述的一种搭载尺寸测量系统的自主机器人，其特征在于，所述机器人底盘上还设有通信系统，所述通信系统用于接收控制指令，根据控制指令对自主机器人进行管理及调度；所述通信系统还用于返回工件测量结果。

8.一种工件测量方法，通过权利要求1-7任一项所述搭载尺寸测量系统的自主机器人完成，其特征在于，包括以下步骤：

通过通信系统呼叫搭载尺寸测量系统的自主机器人移动到生产现场的指定位置；

使用人工或机械臂将工件放置于所述搭载尺寸测量系统的自主机器人的尺寸测量系统上；

通过操作屏幕人工启动尺寸检测测量系统，开始工件尺寸检测，得到工件测量结果；

或；

通过其它机器人与自主机器人建立通信，启动测量程序，开始工件尺寸检测，得到工件测量结果；在操作屏幕上输出所述工件测量结果；

通过通信系统将所述工件测量结果发送到服务器进行实时结果分析；

当所述工件尺寸测量结果位于预设尺寸范围时，指示生产机床继续生产工件；所述预设尺寸范围包括工件目标尺寸、公差和表面质量要求；

当所述工件尺寸测量结果超出预设尺寸范围时，指示生产机床停止生产工件。

9.根据权利要求8所述的一种工件测量方法，其特征在于，所述工件尺寸检测，具体包括以下步骤：

将第一驱动模块锁死，停止自主机器人的移动；

通过测量传感头测量工件的长度、宽度、几何公差和表面缺陷，得到中间测量结果；

通过第二驱动模块控制可移动检测工作台移动后，反复测量工件尺寸，得到多组中间测量结果；

将多组中间测量结果进行汇总计算，得到工件测量结果。

10.根据权利要求9所述的一种工件测量方法，其特征在于，所述反复测量工件尺寸，具体执行以下步骤：

调整可变照明单元的启停、照射角度与照射亮度；

调整工件的摆放角度；

通过测量传感头反复测量工件尺寸，得到处于不同亮度和角度下的中间测量结果。

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