[发明专利]一种多机器人协作柔索驱动拣矸装备动态任务分配方法

权利要求书

1.一种多机器人协作柔索驱动拣矸装备动态任务分配方法，其特征在于，采用三台具有不同承载能力的拣矸机器人完成矸石分级分拣任务；具体包括如下步骤：

S1、多机器人协作柔索驱动拣矸装备任务分配器的输入包括目标矸石的尺寸信息d以及各拣矸机器人完成当前目标矸石分拣任务已经历的时间为t；根据模糊理论，对于输入变量目标矸石的尺寸信息d论域为A：[d_min，d_max]，把它模糊化为：[B，M，S]，其中B为大、M为中、S为小，其隶属度函数取为三角形隶属度函数μ(d)，其值域为区间[0，1]；矸石尺寸隶属度函数μ^B(d)、μ^M(d)以及μ^S(d)分别对用于矸石尺寸模糊集合B、M与S，即分别对应于三台拣矸机器人1#、2#、3#；

S2、利用模糊理论，将各拣矸机器人的任务状态从绝对的两种状态执行任务以及待命(分别用1和0表示)扩充到闭区间[0，1]上的某一个实数，定义为机器人任务状态特征函数，用φ(t)来表示；假设某一拣矸机器人从接收到控制器发出的指令到完成矸石分拣工作所用的总时间为t_a，对正在执行的矸石分拣任务，机器人已经历的时间为t，则该拣矸机器人的任务状态特征函数为

S3、根据目标矸石的尺寸隶属度函数以及各拣矸机器人当前的任务状态特征函数加权求和，定义各拣矸机器人的拣矸任务执行度，为闭区间[0，1]上的一个数，用字母∑表示，各拣矸机器人任务执行度∑＝ω₁μ(d)+ω₂φ(t)；通过比较三台拣矸机器人的任务执行度，最终输出执行当前矸石分拣任务的拣矸机器人编号，并由该拣矸机器人子控制器根据当前矸石位姿信息，通过柔索驱动机器人位置逆解，反算出各个柔索的伸缩量，进而驱动末端抓斗运动到目标矸石的位置，完成矸石分拣工作。

2.如权利要求1所述的一种多机器人协作柔索驱动拣矸装备动态任务分配方法，其特征在于，通过以下流程输出执行当前目标矸石分拣任务的拣矸机器人编号：

通过上位机获得目标矸石的位置、尺寸信息，以及各拣矸机器人执行上一目标拣矸分拣任务已历经的时间t，确定出对应于三台拣矸机器人的矸石尺寸影响因子以及机器人任务状态影响因子，并分别计算出三台拣矸机器人的任务执行度∑₁、∑₂和∑₃，根据各拣矸机器人的任务执行度，确定执行当前目标矸石分拣任务的机器人编号。

3.如权利要求1所述的一种多机器人协作柔索驱动拣矸装备动态任务分配方法，其特征在于，所述拣矸机器人包括拣矸机器人主控机(1)、通讯线路(2)、电机(3)、皮带运输机(4)、末端抓斗(5)、拣矸机器人框架(6)、矸石放置仓(7)、和机架(8)，机架(8)上设置有皮带运输机(4)，机架(8)两侧对称安装有两组电机(3)，四个电机(3)分别通过柔性绳索与末端抓斗(5)相连，柔性绳索一端穿过滑轮与末端抓斗(5)连接，另一端与电机(3)的转轴端相连，滑轮对称安装在框架(6)的四个角上，皮带运输机(4)中心设置有皮带横向分界线(9)，皮带横向分界线(9)两侧为A区和B区，A区和B区外侧均设置有矸石放置仓(7)，工业相机将检测到的煤矸石的位置与尺寸信息传递给拣矸机器人主控机(1)，拣矸机器人主控机(1)通过通讯线路(2)与电机(3)、末端抓斗(5)相连。

4.如权利要求3所述的一种多机器人协作柔索驱动拣矸装备动态任务分配方法，其特征在于，所述的A区和B区均为煤矸石抓取带。

5.如权利要求3所述的一种多机器人协作柔索驱动拣矸装备动态任务分配方法，其特征在于，所述的皮带运输机(4)两侧设置有卷筒(10)，卷筒(10)套接在电机(3)的转轴端，用于收纳柔性绳索。