高精度全自动大型转载系统

摘要

本发明涉及一种高精度全自动大型转载系统，用于对重型货物在较大的空间范围内进行转载。全自动转载系统包括测量单元1、对准单元2、控制单元3、执行单元4和显示单元5。各单元的控制连接关系：测量单元1负责提供机械手原点与目标点的空间相对坐标，并将其传输给控制单元3，控制单元3根据数据进行轨迹设置后对执行机构驱动，最终完成机械手的定位控制。控制单元3根据测量单元1的测量数据对执行单元4中的液压调节阀进行控制，同时通过安装在各关节处的传感器反馈回来的数据及对准单元2的测量结果进行实时调整，最终将各种控制信息送到显示单元5显示。本发明的优点是程序控制全自动运行，转载过程快速，同时具有很高的定位精度。

主权项

高精度全自动大型转载系统，其特征在于该系统包括：测量单元(1)、对准单元(2)、控制单元(3)、执行单元(4)和显示单元(5)；各单元的控制连接关系：测量单元(1)提供机械手原点与目标点的空间相对坐标，并将其传输给控制单元(3)，控制单元(3)根据数据进行轨迹设置后对执行单元(4)驱动，最终完成机械手的定位控制，控制单元(3)根据测量单元(1)的测量数据对执行单元(4)中的液压调节阀进行控制，同时通过对准单元(2)的测量数据和安装在各关节处的传感器反馈回来的数据进行实时调整，最终将各种控制信息送到显示单元(5)显示；1)所述测量单元(1)测量单元(1)包括位置检测目标和位置检测模块两部分，检测目标由4个激光器和四片毛玻璃组成；位置检测模块由光学镜头、面阵CCD相机、处理电路、电源模块组成；以位置检测模块中心建立三维坐标系，4个位置检测目标通过光学镜头成像到面阵CCD上，通过面阵CCD上的目标成像位置关系，即可得出被转载物体与机械手在三个坐标轴方向的相对位置坐标X、Y、Z；2)所述对准单元(2)对准单元(2)安装在机械手的终端位置，由光学镜头、面阵CCD和光源组成，对准测量目标安装在被转载物体上，由2个与中心点对称的圆形红色反射目标构成，其余部分不反光；对准测量模块上有光源照明，照亮测量目标，反射回红色的目标圆点，通过光学镜头成像到面阵CCD上，根据目标点的成像位置即可对被转载物体的位置进行定位；3)所述控制单元(3)控制单元(3)由数字模块执行，控制单元(3)电路硬件由DSP和FPGA组成，实时驱动液压阀的开关，同时接收传感器反馈信号，完成对机械手的控制；首先根据测量单元(1)所给出的空间坐标数据，确定被控对象同目标点的位置关系，设置每一个关节的转动量或者位移量的大小；之后根据该转动量或者位移量分别对各个液压阀进行驱动，使机械手按照所设置的数值移动，在移动的过程中，通过对准单元(2)实时获取位置坐标信息，通过安装在各个关节处的传感器实时获取移动量反馈信号，不断地对运动轨迹进行实时的补偿，从而完成机械手的精确定位；4)所述执行单元(4)执行单元(4)包括液压调节阀、关节传感器和机械手，其中机械手包含数个转动自由度和伸缩自由度；根据测量单元(1)所给出的空间坐标数据，控制单元(3)对机械手的运动进行轨迹规划，设置每一个关节的转动量或者位移量的大小，之后分别对各个液压油缸进行驱动，使之按照所设置的数值移动，在移动的过程中，通过安装在各个关节处的传感器实时将移动量反馈回控制单元(3)，对运动轨迹进行补偿，从而完成机械手定位；5)显示单元(5)显示单元(5)包括液晶屏、人机接口，主要完成将各种控制信息及测量数据的显示，同时通过人机交互接受输入指令，对控制单元(3)的操作进行更新。