[发明专利]一种多功能可识别分类机械手

权利要求书

1.一种多功能可识别分类机械手，其特征在于：包括机器人手臂(1)、固定座(2)、交流伺服电机(3)、激光雷达(4)、绝对式编码器(5)、摄像头(6)、转动部(7)、夹持器(8)和主控制器；所述固定座(2)设于机器人手臂(1)的活动端上；所述交流伺服电机(3)、激光雷达(4)、绝对式编码器(5)和摄像头(6)均与固定座(2)固定；所述转动部(7)设于固定座(2)的下方，并且与交流伺服电机(3)的驱动轴连接；所述夹持器(8)环绕转动部(7)的旋转轴线在转动部(7)上设有多个；所述主控制器与交流伺服电机(3)、激光雷达(4)、绝对式编码器(5)、摄像头(6)和夹持器(8)电性连接；所述绝对式编码器(5)记录绝对值编码器记录当前转动角度，并将转动角度信息传输至主控制器。

2.根据权利要求1所述的多功能可识别分类机械手，其特征在于：所述转动部(7)内部空心；所述转动部(7)的侧壁上设有多个分别与每个夹持器(8)垂直位置对应的窗口(7-1)；所述摄像头(6)位于转动部(7)内腔中，并且通过延长杆与固定座(2)固定；所述摄像头(6)透过任意一个窗口(7-1)向外拍摄。

3.根据权利要求1或2之一任意一项所述的多功能可识别分类机械手，其特征在于：所述摄像头(6)采集转动部(7)前方货物颜色信息和/或标识信息，并将颜色信息和/或标识信息传输至主控制器进行识别。

4.根据权利要求1所述的多功能可识别分类机械手，其特征在于：所述绝对式编码器(5)的输入端上设有输入齿轮(5-1)；所述交流伺服电机(3)的驱动轴上设有与输入齿轮(5-1)啮合的同步齿轮(3-1)。

5.根据权利啊要1所述的多功能可识别分类机械手，其特征在于：所述激光雷达(4)扫描周围位置信息生成放置地图，并将放置地图传输至主控制器。

6.根据权利要求1所述的一种多功能可识别分类机械手的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、向所述主控制器输入物块运送指令；

S2、所述主控制器控制机器人手臂(1)的活动端移动至工作区域；

S3、所述激光雷达(4)扫描周围位置信息生成放置地图，并将放置地图传输至主控制器；

S4、所述主控制器控制机器人手臂(1)移动至放置有货物的静止平台边缘；

S5、所述主控制器发送脉冲信号至交流伺服电机(3)，控制交流伺服电机(3)驱动转动部(7)旋转至任意一个夹持器(8)与货物对齐；所述主控制器控制夹持器(8)抓取货物；

S6、所述主控制器发送脉冲信号至交流伺服电机(3)，控制交流伺服电机(3)驱动转动部(7)旋转至已抓取货物的夹持器(8)位于摄像头(6)的正前方；所述摄像头(6)拍摄前方货物颜色信息和/或标识信息，并将颜色信息和/或标识信息传输至主控制器进行识别；所述绝对值编码器(5)记录当前转动部(7)的转动角度信息，并将转动角度信息反馈给主控及上位机

S7、重复S5和S6至每个所述夹持器(8)均完成抓取货物；

S8、所述主控制器对应放置地图进行路径规划，并根据每个夹持器(8)抓取货物的颜色信息和/或标识信息，以及该夹持器(8)抓取货物时转动部(7)的转动角度信息，进行逐个的物品放置。

7.根据权利要求7所述的多功能可识别分类机械手的控制方法，其特征在于：所述S1的具体内容为：用户向所述主控制器输入每种颜色或标识的物块需要运送到的位置信息。

8.根据权利要求7所述的多功能可识别分类机械手的控制方法，其特征在于：所述S3的具体内容为：激光雷达(4)以三角测距或者飞行时间法扫描周围位置信息，并利用ROS系统中的gmapping算法构建地图，全部扫描完毕后，将周围位置信息保存为放置地图，并将放置地图传输至主控制器。

9.根据权利要求7所述的多功能可识别分类机械手的控制方法，其特征在于：所述S8的具体步骤包括：

①、所述主控制器发送脉冲信号至交流伺服电机(3)，控制交流伺服电机(3)驱动转动部(7)旋转至任意一个已抓取货物的夹持器(8)位于摄像头(6)的正前方；

②、所述摄像头(6)对正前方的货物上的颜色信息和/或标识信息进行二次识别；

③、根据每个所述夹持器(8)抓取货物的颜色信息和/或标识信息，以及该夹持器(8)抓取货物时转动部(7)的转动角度信息和当前摄像头(6)对正前方的货物信息，主控制器对应放置地图采用ROS中的A*算法规划出一条能放置一次放置完所有货物的最短路线；

④、所述主控制器控制机器人手臂(1)的活动端移动至放置平台的边缘；

⑤、所述激光雷达(4)扫描当前周围位置信息，并将当前周围位置信息传输至主控制器与放置地图进行比较，利用ROS中的AMCL算法获得当前位置信息及周围环境信息；

⑥、所述主控制器控制机器人手臂(1)、交流伺服电机(3)和夹持器(8)工作将货物逐个放置。