本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙臂協(xié)作機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展，生產(chǎn)力的提高，越來越多行業(yè)用機(jī)器人取代人工，機(jī)器人不僅能不眠不休的重復(fù)干同一件工作，而且能在不同的復(fù)雜環(huán)境下，如高溫，腐蝕性的環(huán)境下長時間的工作，因此機(jī)器人會不斷地深入工業(yè)，農(nóng)業(yè)，探險，醫(yī)療等行業(yè)。人類通過雙臂特別適合進(jìn)行生產(chǎn)制造，雙臂協(xié)作機(jī)器人模擬人類的雙臂就是希望借鑒這種優(yōu)勢，做到更加協(xié)調(diào)的機(jī)械臂之間的合作，就像人類一樣，可以協(xié)調(diào)的控制雙臂進(jìn)行工作。

現(xiàn)有的雙臂機(jī)器人運用于各行各業(yè)，從材料搬運到機(jī)器維修，從焊接到切割，從噴涂到裝配，機(jī)器人形狀各異，功能不盡相同，但是有一個共性的問題決定了機(jī)器人的實用性，那就是機(jī)器人的靈活性。

其中，機(jī)器人的靈活性主要體現(xiàn)在機(jī)器人的雙臂協(xié)作，但是，目前，機(jī)器人的雙臂協(xié)作的靈活度較低，主要體現(xiàn)在以下方面:

1、單目視覺，單目攝像頭對目標(biāo)進(jìn)行識別，得到的是平面的信息，對于測量距離的準(zhǔn)確度較低，進(jìn)而影響雙臂協(xié)作的精準(zhǔn)度；

2、功能單一，當(dāng)機(jī)器人的手臂需要增加不同的功能時，無法實現(xiàn)模塊的拓展，功能拓展費時費力；

3、雙臂協(xié)作控制程序復(fù)雜，若使雙臂可靈活協(xié)作，需要進(jìn)行復(fù)雜的編程控制，增加用戶繁瑣的編程工作。

4、機(jī)器人雙臂自身受到結(jié)構(gòu)限制不能靈活操作，進(jìn)而限制雙臂協(xié)作的靈活性。

總之，目前，常用的雙臂機(jī)器人雙臂協(xié)作的靈活性受限原因較多，大大影響機(jī)器人的協(xié)作動作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種雙臂協(xié)作機(jī)器人，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的機(jī)器人雙臂協(xié)作不靈活的技術(shù)問題。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種雙臂協(xié)作機(jī)器人，包括雙目視覺組件、集成一體化控制柜、雙臂組件及可移動平臺，所述集成一體化控制柜內(nèi)設(shè)有電源模塊、控制模塊、通信模塊、制動模塊以及主板和硬盤；

所述雙目視覺組件包括至少兩個用于采集圖像信息的攝像頭，所述攝像頭連接有頭部視覺板卡，所述頭部視覺板卡與所述主板連接，所述頭部視覺板卡用于獲取圖像信息并計算出三維幾何信息。

進(jìn)一步的，所述集成一體化控制柜中設(shè)有擴(kuò)展模塊，所述擴(kuò)展模塊包括擴(kuò)展面板和擴(kuò)展通信模塊，所述擴(kuò)展面板上設(shè)有多個電氣通信接口。

進(jìn)一步的，所述集成一體化控制柜上設(shè)有開口，所述開口內(nèi)設(shè)有能拉伸的抽屜槽，所述擴(kuò)展模塊設(shè)于所述抽屜槽內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述雙臂組件包括兩條分別設(shè)于所述集成一體化控制柜兩側(cè)的機(jī)械臂，所述機(jī)械臂為七自由度機(jī)械臂；

所述機(jī)械臂上有七個關(guān)節(jié)，每個關(guān)節(jié)配有位置傳感器檢測關(guān)節(jié)運行位置，所述主板接收所述位置傳感器信息及計算形成一個動作軌跡，并對動作軌跡進(jìn)行記憶。

進(jìn)一步的，所述機(jī)械臂包括底座模塊、關(guān)節(jié)模塊及腕關(guān)節(jié)模塊；

所述底座模塊包括底座，所述底座與所述集成一體化控制柜固定連接，且水平設(shè)置，所述底座內(nèi)設(shè)有第一pcb板，所述第一pcb板與所述控制模塊連接，所述底座上設(shè)有第一驅(qū)動裝置；

所述關(guān)節(jié)模塊包括多個子關(guān)節(jié)，每個所述子關(guān)節(jié)均包括第二pcb板和第二驅(qū)動裝置，每個所述第二pcb板與上一個所述子關(guān)節(jié)的所述第二pcb板連接，首端的所述子關(guān)節(jié)中所述第二pcb板與所述第一pcb板連接，每個所述第二驅(qū)動裝置與下一個所述子關(guān)節(jié)連接，首端的所述子關(guān)節(jié)與所述第一驅(qū)動裝置連接；

所述腕關(guān)節(jié)組件包括兩個子腕關(guān)節(jié)，兩個所述子腕關(guān)節(jié)連接有一個第三pcb板，且每個所述子腕關(guān)節(jié)均設(shè)有第三驅(qū)動裝置，所述第三pcb板與所述第二pcb板連接，尾端的所述子關(guān)節(jié)的所述第二驅(qū)動裝置與首端的所述子腕關(guān)節(jié)連接，首端的所述子腕關(guān)節(jié)的所述第三驅(qū)動裝置連接尾端的所述子腕關(guān)節(jié)，尾端的所述子腕關(guān)節(jié)的所述第三驅(qū)動裝置連接有操控組件；

每個所述子關(guān)節(jié)的所述第二pcb板和所述子腕關(guān)節(jié)上的所述第三pcb板上均連接位置傳感器和制動器。

進(jìn)一步的，兩條所述機(jī)械臂上均安裝有牽引啟停開關(guān)，用于控制所述第一驅(qū)動裝置、所述第二驅(qū)動裝置及所述第三驅(qū)動裝置的開啟和關(guān)閉，所述啟停開關(guān)設(shè)于所述腕關(guān)節(jié)模塊上。

進(jìn)一步的，所述雙目視覺組件包括殼體，所述攝像頭設(shè)于所述殼體內(nèi)，所述攝像頭的鏡頭前的殼體為無色透明殼體，所述殼體與所述集成一體化控制柜通過轉(zhuǎn)動組件連接；

所述轉(zhuǎn)動組件包括用于驅(qū)動所述殼體圓周轉(zhuǎn)動的圓周驅(qū)動部和用于驅(qū)動所述殼體縱向轉(zhuǎn)動的縱向驅(qū)動部。

進(jìn)一步的，所述可移動平臺包括固定座，所述集成一體化控制柜的底部設(shè)于所述固定座上，所述固定座上連接有腳輪。

進(jìn)一步的，所述固定座包括兩個平行設(shè)置的支撐臂，所述支撐臂的兩端均設(shè)有所述腳輪。

進(jìn)一步的，所述集成一體化控制柜上的頂部，位于所述雙目視覺組件的一側(cè)設(shè)有吊裝組件。

本發(fā)明提供的一種雙臂協(xié)作機(jī)器人，雙目視覺組件采用雙目系統(tǒng)，即通過兩個攝像頭采集信息，其結(jié)構(gòu)更像人類的雙眼，通過采集的信息確定物體的三維輪廓，通過多幅圖像信息獲取三維幾何信息的視差來計算確定距離，通過頭部區(qū)間確定高精度的距離后，進(jìn)而可使機(jī)器人的雙臂的動作更加精準(zhǔn)。

該雙臂協(xié)作機(jī)器人，采集速度快，定位精準(zhǔn)，通過更加的擬人化設(shè)置，操作簡單方便，可提高雙臂動作的精準(zhǔn)度及靈活性，大大提高了機(jī)器人的性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的雙臂協(xié)作機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的雙臂協(xié)作機(jī)器人的主視圖；

圖3是本發(fā)明提供的雙臂協(xié)作機(jī)器人擴(kuò)展模塊處的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、雙目視覺組件；2、集成一體化控制柜；3、雙臂組件；4、可移動平臺；5、擴(kuò)展模塊；6、抽屜槽；7、底座；8、子關(guān)節(jié)；9、子腕關(guān)節(jié)；10、支撐臂；11、腳輪。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1-3所示，一種雙臂協(xié)作機(jī)器人，包括雙目視覺組件1、集成一體化控制柜2、雙臂組件3及可移動平臺4，集成一體化控制柜2內(nèi)設(shè)有電源模塊、控制模塊、通信模塊、制動模塊以及主板和硬盤；

雙目視覺組件1包括至少兩個用于采集圖像信息的攝像頭，攝像頭連接有頭部視覺板卡，頭部視覺板卡與主板連接，頭部視覺板卡用于獲取圖像信息并計算出三維幾何信息。

該雙臂機(jī)器人根據(jù)擬人站立工作狀態(tài)來設(shè)計，雙臂前方區(qū)域為雙臂協(xié)作工作區(qū)域。

雙目系統(tǒng)是雙目視覺組件1的擬人設(shè)計，在雙目視覺組件1上設(shè)置兩個攝像頭，兩個攝像頭并排設(shè)置類似于人類的雙眼，其中，雙目視覺組件1包括殼體，攝像頭設(shè)于殼體內(nèi)，攝像頭的鏡頭前的殼體為無色透明殼體，殼體與集成一體化控制柜2通過轉(zhuǎn)動組件連接；

轉(zhuǎn)動組件包括用于驅(qū)動殼體圓周轉(zhuǎn)動的圓周驅(qū)動部和用于驅(qū)動殼體縱向轉(zhuǎn)動的縱向驅(qū)動部，如采用齒輪、齒條等實現(xiàn)圓周及縱向的驅(qū)動。

殼體可實現(xiàn)上下、左右的轉(zhuǎn)動，便于攝像頭采集信息，其中，在殼體上可設(shè)定相應(yīng)的護(hù)目罩，護(hù)目罩為透明材質(zhì)，既不影響攝像頭進(jìn)行圖像采集，也可保護(hù)攝像頭，避免攝像頭破損、出現(xiàn)污漬等現(xiàn)象。

集成一體化控制柜2中設(shè)有擴(kuò)展模塊5，擴(kuò)展模塊5包括擴(kuò)展面板和擴(kuò)展通信模塊，擴(kuò)展面板上設(shè)有多個電氣通信接口。通過擴(kuò)展模塊5，可擴(kuò)展機(jī)械臂的協(xié)作能力，如，在機(jī)械臂的末端設(shè)置相應(yīng)的法蘭盤，法蘭盤可更換相應(yīng)的操控組件，以實現(xiàn)不同的功能，其中，操控組件的機(jī)構(gòu)部分連接到法蘭盤上，相應(yīng)的控制模塊可設(shè)置在擴(kuò)展模塊上，與擴(kuò)展模塊上的電氣通信接口連接即可。擴(kuò)展模塊方便用戶增加功能模塊，無需對機(jī)械人進(jìn)行拆卸操作，省時省力，同時，避免拆裝錯誤導(dǎo)致的不必要問題。

優(yōu)選的，集成一體化控制柜2上設(shè)有開口，開口內(nèi)設(shè)有能拉伸的抽屜槽6，擴(kuò)展模塊設(shè)于抽屜槽6內(nèi)。

擴(kuò)展模塊5放置在抽屜槽6內(nèi)，使用時，可將抽屜槽6拉出，而安裝完成后，再將其推回原位，此種結(jié)構(gòu)，不影響機(jī)器人整體的外觀結(jié)構(gòu)，便于擴(kuò)展模塊的統(tǒng)一管理。

雙臂組件3包括兩條機(jī)械臂分別設(shè)于集成一體化控制柜2的兩側(cè)，機(jī)械臂連接為七自由度機(jī)械臂；

機(jī)械臂上有七個關(guān)節(jié)，每個關(guān)節(jié)配有位置傳感器檢測關(guān)節(jié)運行位置，主板接收位置傳感器信息及計算形成一個動作軌跡，并對動作軌跡進(jìn)行記憶。

雙臂協(xié)作操作還體現(xiàn)在程序控制方面，若需要進(jìn)行靈活的雙臂協(xié)作操作需要有復(fù)雜的控制程序。為了降低用戶繁瑣的編程工作，增加機(jī)械臂的可自主學(xué)習(xí)能力，牽引示教功能。即，若需要機(jī)械臂完成一組操作動作，在第一次操控時，通過人工的手動帶動機(jī)械臂完成該套動作，主板通過位置傳感器采集到相應(yīng)的信息后，通過動作記憶模塊對動作進(jìn)行記憶。

同時，也可以預(yù)先的設(shè)置通過動作記憶模塊記憶多套操作動作，使用時，通過主控板調(diào)用相應(yīng)的操作動作信息。

此種操作方式，無需在進(jìn)行繁瑣的編程操作，節(jié)省用于時間。機(jī)械臂的具體結(jié)構(gòu)為：

機(jī)械臂包括底座模塊、關(guān)節(jié)模塊及腕關(guān)節(jié)模塊；

底座模塊包括底座7，底座7與集成一體化控制柜2固定連接，且水平設(shè)置，底座7內(nèi)設(shè)有第一pcb板，第一pcb板與控制模塊連接，底座7上設(shè)有第一驅(qū)動裝置；

關(guān)節(jié)模塊包括多個子關(guān)節(jié)8，每個子關(guān)節(jié)8均包括第二pcb板和第二驅(qū)動裝置，每個第二pcb板與上一個子關(guān)節(jié)8的第二pcb板連接，首端的子關(guān)節(jié)8的第二pcb板與第一pcb板連接，每個第二驅(qū)動裝置與下一個子關(guān)節(jié)8連接，首端的子關(guān)節(jié)8與第一驅(qū)動裝置連接；

腕關(guān)節(jié)組件包括兩個子腕關(guān)節(jié)9，兩個子腕關(guān)節(jié)9連接有一個第三pcb板，且每個子腕關(guān)節(jié)9均設(shè)有第三驅(qū)動裝置，第三pcb板與第二pcb板連接，尾端的子關(guān)節(jié)8的第二驅(qū)動裝置與首端的子腕關(guān)節(jié)9連接，首端的子腕關(guān)節(jié)9的第三驅(qū)動裝置連接尾端的子腕關(guān)節(jié)9，尾端的子腕關(guān)節(jié)9的第三驅(qū)動裝置連接有操控組件；

每個子關(guān)節(jié)8的第二pcb板和子腕關(guān)節(jié)9上的第三pcb板上均連接位置傳感器和制動器。

機(jī)械臂通過底座7、多個子關(guān)節(jié)8以及多個子腕關(guān)節(jié)9組成，形成了一個多自由度的機(jī)械部，其中，底座7與集成一體化控制柜2固定連接，且底座7呈水平狀，使機(jī)械臂呈擬人的直立狀態(tài)，使用時，操作更加靈活，雙機(jī)械臂支架可更加協(xié)調(diào)的配合完成操作動作。例如，機(jī)械臂包括一個底座7、四個子關(guān)節(jié)8和兩個子腕關(guān)節(jié)9，組成一個七自由度的機(jī)械臂，底座7通過螺栓固定在軀體組件上，底座7固定不同，在底座7上設(shè)置中空結(jié)構(gòu)用于所需線纜通過。底座7上的第一pcb板接收控制模塊的信號，控制第一驅(qū)動裝置帶動首端的子關(guān)節(jié)8，同理，首端的子關(guān)節(jié)8的第二pcb板接收第一pcb板的信號，控制其連接第二驅(qū)動裝置，多個子關(guān)節(jié)8及子腕關(guān)節(jié)9采用相同的方式驅(qū)動。

其中，兩條機(jī)械臂上均安裝有牽引啟停開關(guān)，用于控制第一驅(qū)動裝置、第二驅(qū)動裝置及第三驅(qū)動裝置的開啟和關(guān)閉，所述啟停開關(guān)設(shè)于所述腕關(guān)節(jié)模塊上。使用時，開啟啟停開關(guān)，機(jī)械臂啟動運動記憶功能，此時可通過手動的操控機(jī)械臂，關(guān)閉啟停開關(guān)時，關(guān)閉運動記憶功能，無法進(jìn)行直線位移信息和角位移信息的采集。

該雙臂協(xié)作機(jī)器人，在控制方面，還可實現(xiàn)視覺引導(dǎo)、碰撞檢測等功能，如當(dāng)機(jī)械臂收到外力沖擊時，此時可能出現(xiàn)機(jī)器人與外物碰撞的可能，此時需要停止機(jī)器人的動作，確保工作環(huán)境的正常。

其中，優(yōu)選的，機(jī)械臂上的底座7、子關(guān)節(jié)8及子腕關(guān)節(jié)9直接密封連接。

可移動平臺4包括固定座，集成一體化控制柜2的底部設(shè)于固定座上，固定座上連接有腳輪11，腳輪11在非工作狀態(tài)下，可以方便機(jī)器人移動，在工作狀態(tài)下可以旋轉(zhuǎn)腳輪11上的轉(zhuǎn)輪，放下腳輪腳座，使機(jī)器人升高，方便機(jī)器人定位。

優(yōu)選的，固定座包括兩個平行設(shè)置的支撐臂10，支撐臂10的兩端均設(shè)有腳輪11。通過設(shè)置腳輪11，機(jī)器人整體可自由轉(zhuǎn)動，且機(jī)體穩(wěn)定，進(jìn)一步的提高機(jī)器人的自由度。

集成一體化控制柜2上的頂部，位于雙目視覺組件的一側(cè)設(shè)有吊裝組件。吊裝組件為一個或多個吊環(huán)，通過吊環(huán)連接相應(yīng)的吊裝設(shè)備，可實現(xiàn)對雙臂協(xié)作機(jī)器人進(jìn)行吊裝處理。

以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。