CN212947813U - 多移动机械臂协同工作系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于多移动机械臂控制技术领域，具体涉及一种多移动机械臂协同工作系统，其中多移动机械臂协同工作系统包括：上位机和若干移动机械臂装置；所述上位机适于发送决策指令至相应移动机械臂装置；所述移动机械臂装置适于根据决策指令完成相应工作任务，实现了在大规模生产线中规划多个移动机械臂装置完成各自指定的工作任务，达到统一控制、分散管理的目的，工作效率更高。

Description

多移动机械臂协同工作系统

技术领域

本实用新型属于多移动机械臂控制技术领域，具体涉及一种多移动机械臂协同工作系统。

背景技术

随着计算机科学技术的不断进步，工业制造的自动化智能化得到了快速发展。移动机械臂作为一种自动化装置，在工业制造的自动化智能化应用进程中发挥了巨大的作用，关于移动机械臂的技术研究也越来越深入，应用也越来越广泛。移动机械臂可以高效的代替人工实现多个角度和位置的搬运和加工环节，可以完成一些人工无法完成的高难度、环境恶劣、作业空间有限的工作任务。移动机械臂大致可以分为单移动机械臂和多移动机械臂，二者在现代化工业中都得到了广泛的应用。单移动机械臂往往执行单独的工作任务，控制较为简单；而多移动机械臂通常相互配合完成一个共同的任务，或者相互协调完成一套工作任务，因而协调控制起来就比较复杂。目前，已有很多研究关于多移动机械臂协同控制的方法，各研究有其优点，也有其一定的不足。

因此，基于上述技术问题需要设计一种新的多移动机械臂协同工作系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多移动机械臂协同工作系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多移动机械臂协同工作系统，包括：

上位机和若干移动机械臂装置；

所述上位机适于发送决策指令至相应移动机械臂装置；

所述移动机械臂装置适于根据决策指令完成相应工作任务。

进一步，所述上位机包括：主处理器模块，以及与该主处理器模块电性连接的主通讯模块、人机交互模块和传感器模块；

所述人机交互模块适于生成操作指令；

所述传感器模块适于采集信息；

所述主处理器模块适于根据操作指令和信息生成决策指令；

所述主处理器模块适于通过所述主通讯模块发送决策指令至所述移动机械臂装置。

进一步，所述传感器模块包括：激光、相机、惯导和编码器；

所述编码器适于采集里程数据；

所述激光适于采集距离数据；

所述相机适于采集图像数据；

所述惯导适于采集姿态数据。

进一步，所述移动机械臂装置包括：移动机械臂本体、从处理器模块，以及与该从处理器模块电性连接的从通讯模块、驱动机构和模拟信号采集模块；

所述从通讯模块适于接收所述主通讯模块发送的决策指令，并将该决策指令发送至所述从处理器模块；

所述从处理器模块适于根据决策指令控制所述驱动机构驱动所述移动机械臂本体完成相应工作任务；

所述模拟信号采集模块适于监控移动机械臂本体的工作状态；

所述从通讯模块适于发送工作状态至所述主通讯模块，并且所述人机交互模块适于显示相应移动机械臂本体的工作状态。

进一步，所述模拟信号采集模块采集的模拟量信号包括：移动机械臂本体工作时的空间位置、轴的状态，以监控移动机械臂本体的工作状态。

进一步，所述驱动机构包括：驱动电路和直流电机；

所述从处理器模块适于根据决策指令控制所述驱动电路驱动所述直流电机，以驱动所述移动机械臂本体完成相应工作任务。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过上位机和若干移动机械臂装置；所述上位机适于发送决策指令至相应移动机械臂装置；所述移动机械臂装置适于根据决策指令完成相应工作任务，实现了在大规模生产线中规划多个移动机械臂装置完成各自指定的工作任务，达到统一控制、分散管理的目的，工作效率更高。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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是本实用新型所涉及的多移动机械臂协同工作系统的原理框图；

图2是本实用新型所涉及的多移动机械臂协同工作系统的三层结构原理框图；

图3是本实用新型所涉及的上位机的原理框图；

图4是本实用新型所涉及的移动机械臂装置的原理框图；

图5是本实用新型所涉及的多移动机械臂协同工作方法的流程图。

图中：

1为上位机；

2为移动机械臂装置；

3为传感器模块；

4为主处理器模块；

5为主通讯模块；

6为人机交互模块；

7为模拟信号采集模块；

8为从处理器模块；

9为从通讯模块；

10为移动机械臂本体；

11为驱动机构。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

图1是本实用新型所涉及的多移动机械臂协同工作系统的原理框图。

如图1所示，本实施例1提供了一种多移动机械臂协同工作系统，包括：上位机1和若干移动机械臂装置2；所述上位机1适于发送决策指令至相应移动机械臂装置2；所述移动机械臂装置2适于根据决策指令完成相应工作任务，实现了在大规模生产线中规划多个移动机械臂装置2完成各自指定的工作任务，达到统一控制、分散管理的目的，工作效率更高。

图2是本实用新型所涉及的多移动机械臂协同工作系统的三层结构原理框图。

如图2所示，在本实施例中，多移动机械臂协同工作系统可以分为三层，即将上位机1中人机交互模块6作为本系统的人机交互操作层，将上位机1中传感器模块3和主处理器模块4作为任务空间规划决策层，将移动机械臂装置2 作为执行层，采用三层结构设计思想，安装方便，操作简单。

图3是本实用新型所涉及的上位机的原理框图。

如图3所示，在本实施例中，所述上位机1包括：主处理器模块4(可以但不限于采用工业级PC)，以及与该主处理器模块4电性连接的主通讯模块5(主通讯模块5可以但不限于采用zigbee模块、CAN总线等与移动机械臂装置2连接)、人机交互模块6(可以但不限于采用具有友好的人机交互界面的触摸屏显示器，器通过串口线连接主处理器模块4，)和传感器模块3；所述人机交互模块6可以划分为人机交互操作区和移动机械臂工作状态监控区，所述主处理器模块4具有USB接口，可连接鼠标代替触摸屏操作人机交互操作区；所述人机交互模块6适于生成操作指令；操作人员通过人机交互操作层1的人机交互操作区对不同的移动机械臂进行任务分配，发送操作指令；所述传感器模块3适于采集信息；所述主处理器模块4适于根据操作指令和信息经过数据处理生成决策指令；所述主处理器模块4适于通过所述主通讯模块5发送决策指令至所述移动机械臂装置2。

在本实施例中，所述传感器模块3包括：激光、相机、惯导和编码器；所述编码器适于采集里程数据；所述激光适于采集距离数据；所述相机适于采集图像数据；所述惯导适于采集姿态数据。

图4是本实用新型所涉及的移动机械臂装置的原理框图。

如图4所示，在本实施例中，所述移动机械臂装置2包括：移动机械臂本体10、从处理器模块8(可以但不限于采用ARM嵌入式系统或STM32系列单片机等)，以及与该从处理器模块8电性连接的从通讯模块9(例如，CAN总线，移动机械臂装置2可以作为节点挂在CAN总线)、驱动机构11和模拟信号采集模块7；所述从通讯模块9适于接收所述主通讯模块5发送的决策指令，并将该决策指令发送至所述从处理器模块8；所述从处理器模块8适于根据决策指令(解析决策指令的运动控制信息)控制所述驱动机构11驱动所述移动机械臂本体10完成相应工作任务；所述模拟信号采集模块7适于监控移动机械臂本体10的工作状态；所述从通讯模块9适于发送工作状态至所述主通讯模块5，并且所述人机交互模块6适于显示相应移动机械臂本体10的工作状态(在移动机械臂工作状态监控区显示各移动机械臂本体10的工作状态)，集操作、管理和监控于一体，集成度更高；移动机械臂本体10工作过程中，模拟信号采集模块7采集移动机械臂本体10的多个模拟量信号，包括：空间位置、轴的状态等，模拟量信号通过模数转换成数字信号，输入从处理器模块8，从处理器模块8通过从通讯模块9再传递至主处理器模块4，从而在人机交互模块6的机械臂工作状态监控区进行显示，实时显示移动机械臂本体10的工作状态。

在本实施例中，所述模拟信号采集模块7采集的模拟量信号包括：移动机械臂本体10工作时的空间位置、轴的状态等，以监控移动机械臂本体10的工作状态。

在本实施例中，所述驱动机构11包括：驱动电路(包含驱动电路的驱动模块)和直流电机；所述从处理器模块8适于根据决策指令控制所述驱动电路驱动所述直流电机，以驱动所述移动机械臂本体10完成相应工作任务。

综上所述，本实用新型通过上位机1和若干移动机械臂装置2；所述上位机 1适于发送决策指令至相应移动机械臂装置2；所述移动机械臂装置2适于根据决策指令完成相应工作任务，实现了在大规模生产线中规划多个移动机械臂装置2完成各自指定的工作任务，达到统一控制、分散管理的目的，工作效率更高。

本申请中选用的各个器件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，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，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。处理器可以是一个或多个中央处理器(central processing unit，CPU)，在处理器是一个CPU的情况下，该CPU可以是单核CPU，也可以是多核CPU。通信接口可以为数据传输接口、通信接口或接收器等可被配置用于接收信息的电路或组件，

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种多移动机械臂协同工作系统，其特征在于，包括：

上位机和若干移动机械臂装置；

所述上位机适于发送决策指令至相应移动机械臂装置；

所述移动机械臂装置适于根据决策指令完成相应工作任务；

所述上位机包括：主处理器模块，以及与该主处理器模块电性连接的主通讯模块、人机交互模块和传感器模块；

所述人机交互模块适于生成操作指令；

所述传感器模块适于采集信息；

所述主处理器模块适于根据操作指令和信息生成决策指令；

所述主处理器模块适于通过所述主通讯模块发送决策指令至所述移动机械臂装置；

所述传感器模块包括：激光、相机、惯导和编码器；

所述编码器适于采集里程数据；

所述激光适于采集距离数据；

所述相机适于采集图像数据；

所述惯导适于采集姿态数据。

2.如权利要求1所述的多移动机械臂协同工作系统，其特征在于，

所述移动机械臂装置包括：移动机械臂本体、从处理器模块，以及与该从处理器模块电性连接的从通讯模块、驱动机构和模拟信号采集模块；

所述从通讯模块适于接收所述主通讯模块发送的决策指令，并将该决策指令发送至所述从处理器模块；

所述从处理器模块适于根据决策指令控制所述驱动机构驱动所述移动机械臂本体完成相应工作任务；

所述模拟信号采集模块适于监控移动机械臂本体的工作状态；

所述从通讯模块适于发送工作状态至所述主通讯模块，并且所述人机交互模块适于显示相应移动机械臂本体的工作状态。

3.如权利要求2所述的多移动机械臂协同工作系统，其特征在于，

所述模拟信号采集模块采集的模拟量信号包括：移动机械臂本体工作时的空间位置、轴的状态，以监控移动机械臂本体的工作状态。

4.如权利要求3所述的多移动机械臂协同工作系统，其特征在于，

所述驱动机构包括：驱动电路和直流电机；

所述从处理器模块适于根据决策指令控制所述驱动电路驱动所述直流电机，以驱动所述移动机械臂本体完成相应工作任务。

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