[发明专利]一种基于多传感器融合的遥操作机器人打磨控制系统

权利要求书

1.一种基于多传感器融合的遥操作机器人打磨控制系统，包括机器人底座及可转动地设置在机器人底座上的机械臂，其特征在于，还包括六维力传感器、刀具、电机、工业相机、控制器，其中六维力传感器和工业相机均固定设置在机械臂末端；所述电机固定设置在六维力传感器的传力轴上，且电机的输出轴通过固定机构连接刀具；所述控制器根据坐标控制移动机械臂到达工作区域并控制工业相机采集待加工元件的图像，由控制器对采集的待加工元件图像进行图像处理，提取待加工元件图像特征和轮廓信息，及根据图像特征和轮廓信息中的毛刺情况以及外形的打磨需求选取打磨区域，根据打磨区域规划出打磨路径并控制机械臂末端的电机和刀具对待加工元件执行打磨；同时，所述六维力传感器获取不同打磨条件下机械臂末端的力和力矩并输入控制器中的神经网络训练以构建得到训练后的神经网络，及控制器将当前打磨条件下神经网络预测输出的力和力矩数值作为基准参考，并根据六维力传感器获取的机械臂末端力与力矩的反馈对打磨过程中刀具的进给量进行PI控制，并通过获取的机械臂位置反馈对机械臂的运动进行PD控制，具体为：

设在打磨过程中某一时刻机器人的期望位移为及当前打磨条件下通过神经网络预测输出期望作用力为

获取机械臂当前实际位移为计算得到机器人期望位移与实际位移的差值为并计算得到机器人从当前位移移动到期望位移所需要的激励电信号以作为PD控制参数；

六维力传感器获取当前打磨条件下机械臂末端的实际作用力计算得到机器人期望作用力与实际作用力的差值为并计算得到对机器人的激励信号以作为PI控制参数；

根据所得激励电信号和激励信号计算获得机器人的控制信号，并控制机器人在输出的控制信号作用下移动。

2.根据权利要求1所述基于多传感器融合的遥操作机器人打磨控制系统，其特征在于：所述控制器采用机器视觉算法提取待加工元件图像特征和轮廓信息。

3.根据权利要求1所述基于多传感器融合的遥操作机器人打磨控制系统，其特征在于：所述控制器还包括根据待加工元件图像特征和轮廓信息创建待加工元件模板。

4.根据权利要求1所述基于多传感器融合的遥操作机器人打磨控制系统，其特征在于：所述控制器规划打磨路径采用人工规划或自动规划方式。

5.根据权利要求1所述基于多传感器融合的遥操作机器人打磨控制系统，其特征在于：所述机械臂上设置关节编码器，所述关节编码器用于获取机器人各关节的关节角，及解算得到机械臂末端位置反馈。

6.根据权利要求1所述基于多传感器融合的遥操作机器人打磨控制系统，其特征在于：所述控制器获得的控制信号为：其中k_p和k_f分别为位移与作用力的增益系数。