[发明专利]一种智能化的剪切机器人

说明书

本发明公开一种智能化的剪切机器人。包括对剪切对象和环境进行摄像以及反馈。通过对图像的分析，发送控制和剪切指令给机器人的运动控制系统，控制剪切机构进行剪切。系统采用模块化设计，主要包括运动控制系统、人机交互系统、剪切机械手机械臂系统。运动控制系统选择STM32单片机作为核心器件，实现剪切机械手运动控制程序、图像处理、数据存储程序、响应程序；人机交互系统关键为用于连接机控制系统与剪切机械手控制系统的串口，对其信息的读写就可以实现人机控制界面对剪切机械手的控制，用来远程操作和监控；机械臂系统由机械臂各关节控制器、动力执行机构、剪切末端执行器组成，用来剪断被剪对象。本产品操作方便，符合节能减排的理念。

技术领域

本发明涉及一种智能化的剪切机器人，尤其是能剪断人力不能剪切的物品，让操作人员远离危险环境的机器人。通过和一台笔记本电脑实时通信的视频摄像器件对被剪对象摄像，并将所得的图像信号经过图像软件处理后，显示在笔记本电脑上，操作员据此发送控制指令给机器人的运动控制系统，运动控制系统接收到相关指令后，使剪切机器人到达合适的位置，由操作员在该电脑上发送剪切指令，控制末端执行器的剪切机构进行剪切，为操作人员提供便利和安全保障。

背景技术

目前，在社会生产和日常生活中，剪切作业必不可少。大多数手工剪切效率较低，需要耗费人工，工作简单重复令人生厌。例如：在生产过程中剪断一些包扎带、绳索等。不少剪切作业劳动强度大，费时费力。例如：野外作业时剪断树枝、藤条等。有些剪切作业甚至不能依靠人手完成。例如：剪断建筑物的钢筋。在一些危险环境，不宜采用人工剪切。例如：在反恐斗争中，剪断恐怖炸弹的电线。在一些狭窄空间，手工剪切作业很难进行。例如：抗震救灾时剪断垮塌房屋废墟的钢筋、防盗窗等。采用传统的人工剪切技术不但操作难度大，剪切效率低，而且危险系数高，不利于操作人员的人身安全。

在现在社会的发展中，集成自动化、机械、人工智能计算机等高新尖端科技的机器人将成为推动“工业4.0”进程的重要力量。智能化的剪切机器人符合“工业4.0”时代背景，操作人员通过对和一台笔记本电脑实时通信的视频摄像器件传回的图像进行分析，发送控制指令和剪切指令给机器人的运动控制系统，使剪切机器人到达合适的位置，控制末端执行器的剪切机构进行剪切。智能化的剪切机器人的运用大大提高作业效率，节省大量劳力成本和时间，可以剪断人力不能剪切的物品，让操作人员远离危险环境。并且智能化的剪切机械手，可以使剪切作业更快、更精确、适应性更强，有较好的社会经济效益和较大的市场发展前景。

发明内容

为了克服传统的人工剪切方式的不足，发明提供了一种智能化的剪切机器人，用于人力难以完成的剪切工作，根据视频摄像器件传回的图像，发送控制指令和剪切指令到机器人运动控制系统，使操作人员控制剪切机构进行剪切，便于轻松准确完成工作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能化的剪切机器人，系统采用模块化设计，主要包括运动控制系统、人机交互系统、剪切机械手机械臂系统、无线通信系统、视觉系统。其特征在于所述的运动控制系统选择STM32单片机作为核心器件，用来在STM32单片机系统上实现剪切机械手运动控制程序，如各个关节处的舵机旋转角度和速度控制程序，图像处理和数据存储程序、响应程序，包括人机交互系统控制响应程序等；所述的人机交互系统设计的关键为串口，串口是人机控制系统与剪切机械手控制系统的连接通道，对串口信息的读写就可以实现人机控制界面对剪切机械手的控制，用来远程操作和监控；所述的剪切机械手机械臂系统由机械臂各关节控制器、动力执行机构、剪切末端执行器组成，用来剪断被剪对象。

本发明的有益效果是，可以利用视频摄像器件传回的图像对机器人进行控制，提高了作业效率，降低了操作人员执行工作时的危险性，节约了劳动成本和时间，有利于更快更准确完成剪切工作，具有广泛的应用价值和市场前景。

附图说明

图1是系统总体框图

图2是剪切机械手软件主程序流程图

图3是剪切机械手控制软件主流程图