属具自适应智能化调节方法及装置与流程

本发明属于智能装备技术领域，涉及一种属具自适应智能化调节方法及装置。

背景技术：

随着智能制造及工业4.0的推广，越来越多的智能装备应用于生产现场，搬运机器人在仓储领域有着广泛的应用前景，因而倍受关注。搬运机器人在作业过程中要能够做到，以不对搬运货物造成损伤的合理力度将待搬运货物载起，并且在搬运行走过程中不发生滑落。

中国专利CN205557612U公开了一种具有属具感知系统的工程机械；属于工程机械技术领域；其技术要点包括回转平台、铰接在回转平台上的大臂、与大臂铰接的小臂、与小臂铰接的属具以及铰接在小臂与属具之间的连杆组件，连杆组件的铰接部铰接有油缸，其中所述小臂和连杆组件上设有至少两个倾角传感器，各倾角传感器通过导线与工程机械驾驶室内的数据处理器连接，所述数据处理器连接有显示屏，该显示屏设置在工程机械驾驶室内，该技术方案只能实现将传感结果呈现在显示屏上并由驾驶员进行判断以及操作，无法实现机器自行判断的智能化效果。中国专利CN103958390公开了一种用于装载物处理夹具的交互式夹持力控制系统，通过拍摄图像传至操作界面，由作业员人工判断进行夹持操作的选择和设定，无法实现智能化操作。中国专利CN105399014公开了一种防护式叉车控制系统，包括：车体、属具、第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置、第五驱动装置和控制装置；通过第二驱动装置、第三驱动装置、第一传感器、第二传感器和控制装置的相互配合实现了对第一货叉和第二货叉之间的间距的自动调整，从而提高了货叉插入的方便性和货物在搬运过程中的平稳性；第一护架和第二护架的设置实现了对货物搬运过程中的防护，避免其在搬运过程中发生侧翻或掉落的问题，且通过第四驱动装置、第五驱动装置、第三传感器、第四传感器和控制装置的相互配合实现了对第一防护板和第二防护板与货物接触状态的自动调整，该技术方案在搬运开始后第一防护板和第二防护板之间的间距固定不能调节，发生颠簸时货物无法有效固定，会发生上下滑移，会造成货物包装甚至内部商品的损坏，导致运输赔偿问题。CN102083736公开了一种负载装卸夹持器的控制系统，采用接近传感器获取外形尺寸，再反馈判断夹紧操作，接近传感器同样只能在夹持开使前起到做作用，夹持之后无法再侦测，无法对夹持力进一步做调整。中国专利CN1108520公开了一种假手握力自适应控制装置，以实现假手的握力自适应控制和握物感觉的反馈。在控制装置中，用触觉传感器进行握物状态识别，用压觉传感器跟踪检测握物时握力的大小，用滑觉传感器检测指物间任何方向的滑移。再将来自人体的屈肌肌电信号、伸肌肌电信号、滑信号和触觉信号一起进行优先权识别并产生控制信号，该信号经放大后用以控制正、反转电机的正转和反转，并进而控制假手动作，在控制装置中，用压觉传感器跟踪检测握物时握力的大小，用滑觉传感器检测指物间任何方向的滑移，实现握力的补偿，达到以临界握力握物，使截肢者在使用肌电假手时，有真肢感，该技术方案仅用滑移量作为判断施加压力大小的标准，在发生夹持物有突发颠簸时，没有补偿措施，手持物会瞬间产生大的滑移，反馈施加力量时物体已经掉落。综上所述，现有的技术方案均无法满足搬运行走过程中不发生滑落的需求。鉴于此，有必要提供一种自适应智能化调节的属具控制技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种属具自适应智能化调节方法及装置，用以解决现有技术方案无法实现自适应智能化调节的问题。

为实现上述目的，本发明具体技术方案如下：

一种属具自适应智能化调节的方法，应用于左右开合夹持型智能属具，其特征在于，所述属具自适应智能化控制方法包括：

控制模块控制传动机构将属具垂直移动到第一目标高度值；

控制模块控制传动机构减小属具横向开度尺寸；

判断夹紧力是否大于N；

控制模块控制传动机构提高属具高度；

判断是否有滑移；

判断夹紧力是否大于安全夹紧力M；

控制模块控制传动机构将属具垂直移动到第二目标高度值，并开始搬运运行；

控制模块记录开始搬运运行时的夹紧力F及开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A；

判断行进过程中重力方向加速度是否大于重力加速度；

控制模块控制传动机构补偿减小属具横向开度尺寸；

加速度重力方向分量不再大于重力加速度时，继续保持开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A。

所述控制模块控制传动机构将属具垂直移动到第一目标高度值，还包括：

所述第一目标高度值为存储于控制模块内的相对于复位位置的垂直方向高度；

所述传动机构将属具从复位位置移动到第一目标高度值。

所述控制模块控制传动机构减小属具横向开度尺寸，还包括：

所述属具横向开度尺寸由设置于属具夹持臂上的位移传感器进行测量；

所述位移传感器的输出端口与控制模块的输入端口相连接；

所述传动机构从复位位置的横向开度尺寸开始减小属具的横向开度尺寸。

所述判断夹紧力是否大于N，还包括：

所述夹紧力由设置于属具左右夹持臂内侧的压力传感器进行测量；

所述压力传感器的输出端口与控制模块的输入端口相连接；

所述控制模块实时地监测压力传感器传输的夹紧力；

所述控制模块判断监测到的夹紧力是否大于N；

所述，和S分别为搬运一批次货物过程中，控制模块中已经记录到的，开始搬运运行时的夹紧力F的平均值和标准差。

所述判断是否有滑移，还包括：

所述滑移值由设置于属具左右夹持臂内侧的滑移传感器进行测量；

所述滑移传感器的输出端口与控制模块的输入端口相连接；

所述控制模块实时地监测滑移传感器传输的滑移值；

所述控制模块判断监测到的滑移值是否大于零。

所述控制模块记录开始搬运运行时的夹紧力F及开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A，还包括：

所述开始搬运运行时的夹紧力F为最终确定可以搬运运行时的压力传感器传输给控制模块的夹紧力；

所述开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A为最终确定可以搬运运行时的位移传感器传输给控制模块的属具横向开度尺寸值；

所述开始搬运运行时的夹紧力F及开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A记录于控制模块内。

所述判断行进过程中重力方向加速度是否大于重力加速度，还包括：

所述重力方向加速度由设置于属具左右夹持臂上的加速度传感器进行测量；

所述加速度传感器的输出端口与控制模块的输入端口相连接；

所述控制模块实时地监测加速度传感器传输的加速度值；

所述控制模块控制传动机构补偿减小属具横向开度尺寸，还包括：

所述控制模块实时地监测加速度传感器传输的加速度在重力方向分量；

仅当加速度重力方向分量大于重力加速度时，控制模块控制传动机构减小属具横向开度尺寸，并且横向开度尺寸的减小以不造成夹紧力超过安全夹紧力M为极限；

所述补偿减小后的属具横向开度尺寸，正比于监测到的加速度在重力方向分量，正比于开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A；

一种属具自适应智能化调节装置，应用于左右开合夹持型智能属具，包括控制模块、传动机构、设置于属具夹持臂上的位移传感器、设置于属具左右夹持臂内侧的压力传感器、设置于属具左右夹持臂上的加速度传感器、设置于属具左右夹持臂内侧的滑移传感器，所述位移传感器的输出端口与控制模块的输入端口相连接，所述位移传感器测量属具横向开度尺寸，所述压力传感器测量夹紧力，所述压力传感器的输出端口与控制模块的输入端口相连接，所述控制模块实时地监测压力传感器传输的夹紧力，所述滑移传感器测量滑移值，滑移传感器的输出端口与控制模块的输入端口相连接，所述控制模块实时地监测滑移传感器传输的滑移值，所述加速度传感器测量重力方向加速度，所述加速度传感器的输出端口与控制模块的输入端口相连接，所述控制模块实时地监测加速度传感器传输的加速度值，仅当加速度重力方向分量大于重力加速度时，控制模块控制传动机构减小属具横向开度尺寸，并且横向开度尺寸的减小以不造成夹紧力超过安全夹紧力M为极限，当控制模块监测到加速度重力方向分量不再大于重力加速度时，及时控制传动机构把属具横向开度尺寸恢复为开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A。

所述传动机构为液路系统，所述液路系统包含液路电机、第一伺服阀和第二伺服阀，所述第一伺服阀设置于推动属具垂直移动的液路上，第二伺服阀设置于推动属具横向开合的液路上。

本发明方法具有如下优点：

本发明的技术方案，采用设置于属具夹持臂上的位移传感器测量属具横向开度尺寸，采用设置于属具左右夹持臂内侧的压力传感器测量夹紧力，采用设置于属具左右夹持臂内侧的滑移传感器测量滑移值，采用设置于属具左右夹持臂上的加速度传感器测量重力方向加速度，所述控制模块实时地监测传感器传输的重力方向加速度、夹紧力和滑移值，当加速度重力方向分量大于重力加速度时，控制模块控制传动机构减小属具横向开度尺寸，并且横向开度尺寸的减小以不造成夹紧力超过安全夹紧力M为极限，当控制模块监测到加速度重力方向分量不再大于重力加速度时，及时控制传动机构把属具横向开度尺寸恢复为开始搬运运行时的属具横向开度尺寸，能够实现属具夹紧夹紧力的自适应设置，以及对搬运过程中颠簸滑移的及时预判，避免搬运造成搬运货物滑落或损坏。

附图说明

图1为本发明实施例的属具自适应智能化控制方法流程示意图。

图2为本发明实施例的属具自适应智能化控制装置系统架构图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

一种属具自适应智能化调节的方法，应用于左右开合夹持型智能属具，请参考图1，所述属具自适应智能化控制方法包括：

S201：控制模块控制传动机构将属具垂直移动到第一目标高度值；

S102：控制模块控制传动机构减小属具横向开度尺寸；

S103：判断夹紧力是否大于N；

S104：控制模块控制传动机构提高属具高度；

S105：判断是否有滑移；

S106：判断夹紧力是否大于安全夹紧力M；

S207：控制模块控制传动机构将属具垂直移动到第二目标高度值，并开始搬运运行；

S108：控制模块记录开始搬运运行时的夹紧力F及开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A；

S109：判断行进过程中重力方向加速度是否大于重力加速度；

S110：控制模块控制传动机构补偿减小属具横向开度尺寸；

S111：加速度重力方向分量不再大于重力加速度时，继续保持开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A。

请参考图1和图2，所述控制模块201控制传动机构207将属具垂直移动到第一目标高度值，还包括：

所述第一目标高度值为存储于控制模块201内的相对于复位位置的垂直方向高度；

所述传动机构207将属具从复位位置移动到第一目标高度值。

所述控制模块201控制传动机构207减小属具横向开度尺寸，还包括：

所述属具横向开度尺寸由设置于属具夹持臂上的位移传感器204进行测量；

所述位移传感器204的输出端口与控制模块201的输入端口202相连接；

所述传动机构207从复位位置的横向开度尺寸开始减小属具的横向开度尺寸。

所述判断夹紧力是否大于N，还包括：

所述夹紧力由设置于属具左右夹持臂内侧的压力传感器205进行测量；

所述压力传感器205的输出端口与控制模块201的输入端口202相连接；

所述控制模块201实时地监测压力传感器205传输的夹紧力；

所述控制模块201判断监测到的夹紧力是否大于N；

所述，和S分别为搬运一批次货物过程中，控制模块201中已经记录到的，开始搬运运行时的夹紧力F的平均值和标准差。

所述判断是否有滑移，还包括：

所述滑移值由设置于属具左右夹持臂内侧的滑移传感器211进行测量；

所述滑移传感器211的输出端口与控制模块201的输入端口202相连接；

所述控制模块201实时地监测滑移传感器211传输的滑移值；

所述控制模块201判断监测到的滑移值是否大于零。

所述控制模块201记录开始搬运运行时的夹紧力F及开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A，还包括：

所述夹紧力F为最终确定可以搬运运行时的压力传感器205传输给控制模块201的夹紧力；

所述开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A为最终确定可以搬运运行时的位移传感器204传输给控制模块201的属具横向开度尺寸值；

所述开始搬运运行时的夹紧力F及开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A记录于控制模块201内。

所述行进过程中重力方向加速度是否大于重力加速度，还包括：

所述重力方向加速度由设置于属具左右夹持臂上的加速度传感器206进行测量；

所述加速度传感器206的输出端口与控制模块201的输入端口202相连接；

所述控制模块201实时地监测加速度传感器206传输的加速度值；

所述控制模块201控制传动机构207补偿减小属具横向开度尺寸，还包括：

所述控制模块201实时地监测加速度传感器206传输的加速度在重力方向分量；

仅当加速度重力方向分量大于重力加速度时，控制模块201控制传动机构207减小属具横向开度尺寸，并且横向开度尺寸的减小以不造成夹紧力超过安全夹紧力M为极限；

所述补偿减小后的属具横向开度尺寸，其中a为加速度在重力方向分量，g为重力加速度，A为开始搬运运行时的属具横向开度尺寸。

当控制模块201监测到加速度重力方向分量不再大于重力加速度时，及时控制传动机构207把属具横向开度尺寸恢复为开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A。

一种属具自适应智能化调节装置，应用于左右开合夹持型智能属具，其特征在于，包括控制模块201、传动机构207、设置于属具夹持臂上的位移传感器204、设置于属具左右夹持臂内侧的压力传感器205、设置于属具左右夹持臂上的加速度传感器206、设置于属具左右夹持臂内侧的滑移传感器211，所述位移传感器204的输出端口与控制模块201的输入端口202相连接，所述位移传感器204测量属具横向开度尺寸，所述压力传感器205测量夹紧力，所述压力传感器205的输出端口与控制模块201的输入端口202相连接，所述控制模块201实时地监测压力传感器205传输的夹紧力，所述滑移传感器211测量滑移值，滑移传感器211的输出端口与控制模块201的输入端口202相连接，所述控制模块201实时地监测滑移传感器211传输的滑移值，所述加速度传感器206测量重力方向加速度，所述加速度传感器206的输出端口与控制模块201的输入端口202相连接，所述控制模块201实时地监测加速度传感器206传输的加速度值，仅当加速度重力方向分量大于重力加速度时，控制模块201控制传动机构207减小属具横向开度尺寸，并且横向开度尺寸的减小以不造成夹紧力超过安全夹紧力M为极限，当控制模块201监测到加速度重力方向分量不再大于重力加速度时，及时控制传动机构207把属具横向开度尺寸恢复为开始搬运运行时的属具横向开度尺寸A。

所述传动机构207为液路系统，所述液路系统包含液路电机、第一伺服阀和第二伺服阀，所述第一伺服阀设置于推动属具垂直移动的液路上，第二伺服阀设置于推动属具横向开合的液路上。

控制模块201输出相应的控制信号给传动机构207液路系统，液路系统带动属具和属具架完成相应移动。

控制模块201输出给液路系统的控制信号为电压信号，用0~10V进行控制；

控制模块201输出电压信号给设置于液路系统的两个伺服阀；

通过控制输出给伺服阀电压信号的大小，实现对伺服阀所在液路流量和方向的控制；

第一伺服阀负责属具垂直移动控制，其中低电压区间值0.5~4.5V对应属具架上升，高电压区间值5.5~9.5V对应属具架下降；第二伺服阀用于控制横向开合，其中低电压区间值0.5~4.5V对应属具张开，高电压区间值5.5~9.5V对应属具合拢。

控制模块201的所有存储工作，全部由存储单元210完成；控制模块201的所有计算工作，全部由计算单元209完成；控制模块201的所有判断和指令控制工作，全部由控制单元208完成。

位移传感器204、压力传感器205、加速度传感器206、滑移传感器211，与控制模块201的输入端口202之间的通信采用时分复用通信方式。

本发明方法具有如下优点：

本发明的技术方案，采用设置于属具夹持臂上的位移传感器测量属具横向开度尺寸，采用设置于属具左右夹持臂内侧的压力传感器测量夹紧力，采用设置于属具左右夹持臂内侧的滑移传感器测量滑移值，采用设置于属具左右夹持臂上的加速度传感器测量重力方向加速度，所述控制模块实时地监测传感器传输的重力方向加速度、夹紧力和滑移值，当加速度重力方向分量大于重力加速度时，控制模块控制传动机构减小属具横向开度尺寸，并且横向开度尺寸的减小以不造成夹紧力超过安全夹紧力M为极限，当控制模块监测到加速度重力方向分量不再大于重力加速度时，及时控制传动机构把属具横向开度尺寸恢复为开始搬运运行时的属具横向开度尺寸，能够实现属具夹紧夹紧力的自适应设置，以及对搬运过程中颠簸滑移的及时预判，避免搬运造成搬运货物滑落或损坏。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。