本發(fā)明涉及機械手的，特別是涉及一種基于超聲檢測的碼垛機械手及控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，碼垛機械手在生產(chǎn)線中的應用越來越廣泛。碼垛機械手需要精準地抓取物料包并進行有序堆放，以確保生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在碼垛過程中，夾爪與物料包之間的接觸時機與力度控制尤為關鍵。

2、現(xiàn)有的碼垛機械手往往通過壓力傳感器來檢測夾爪與物料包的接觸情況，為了提高碼垛機械手的靈敏度，壓力傳感器需要長時間處于待機狀態(tài)，以隨時監(jiān)測夾爪的接觸壓力，這不僅增加了設備的功耗，而且長時間待機還可能導致傳感器漂移、精度下降，甚至縮短傳感器的使用壽命，頻繁的傳感器漂移不僅會影響碼垛機器人的作業(yè)精度和效率，還會增加設備的維護與校準次數(shù)，提高運營成本。

3、基于此，本發(fā)明提出了一種基于超聲檢測的碼垛機械手及控制方法來解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明描述了一種基于超聲檢測的碼垛機械手及控制方法，解決如何在機械手壓力傳感器需要長時間處于待機狀態(tài)，導致傳感器漂移、精度下降，甚至縮短傳感器的使用壽命的問題。

2、根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種基于超聲檢測的碼垛機械手，包括：

3、夾爪，每個所述夾爪上均設置有采集距離信息和壓力信息的數(shù)據(jù)采集模塊；

4、驅(qū)動組件，用于驅(qū)動多個夾爪相對靠近或相對遠離；

5、數(shù)據(jù)采集協(xié)調(diào)單元，用于控制數(shù)據(jù)采集模塊進行距離信息采集，并對距離信息的時序狀態(tài)進行分析，獲得壓力信息的采集起始時間。

6、進一步的，所述數(shù)據(jù)采集協(xié)調(diào)單元包括：

7、距離分析模塊，用于對數(shù)據(jù)采集模塊獲取到的多個距離信息進行距離縮減分析，獲得夾爪位移速度；

8、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取采集壓力信息的傳感器的第一響應速率，以及碼垛機械手的運行環(huán)境信息；

9、響應速率修正模塊，用于基于運行環(huán)境信息對第一響應速率進行影響修正，獲得第二響應速率；

10、時間窗口確認模塊，用于基于實時的所述距離信息、所述夾爪位移速度以及所述第二響應速率，計算得到壓力數(shù)據(jù)采集時間窗口；

11、數(shù)據(jù)采集控制模塊，用于基于壓力數(shù)據(jù)采集時間窗口，控制數(shù)據(jù)采集模塊進行壓力數(shù)據(jù)采集。

12、根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種基于超聲檢測的碼垛機械手控制方法，所述方法包括：

13、基于預設采集頻率，獲取所述夾爪上的距離信息；

14、對獲取到的多個距離信息進行距離縮減分析，獲得對應的夾爪位移速度；

15、獲取壓力傳感器的第一響應速率，以及所述碼垛機械手的運行環(huán)境信息；

16、基于所述運行環(huán)境信息對所述第一響應速率進行影響修正，獲得第二響應速率；

17、基于實時的所述距離信息、所述夾爪位移速度以及所述第二響應速率，計算得到壓力數(shù)據(jù)采集時間窗口；

18、基于所述壓力數(shù)據(jù)采集時間窗口，控制所述數(shù)據(jù)采集模塊進行壓力數(shù)據(jù)采集。

19、第三方面，本說明書實施例還提供了一種電子設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時，實現(xiàn)本說明書任一實施例所述的方法。

20、第四方面，本說明書實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，當所述計算機程序在計算機中執(zhí)行時，令計算機執(zhí)行本說明書任一實施例所述的方法。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果為：通過在夾爪上集成超聲波傳感器與壓力傳感器，實現(xiàn)對夾爪與物料包接觸情況的全面監(jiān)測；超聲波傳感器能夠非接觸式地檢測距離信息，有效預判夾爪與物料包的接觸時機，從而精確控制壓力傳感器的啟動時間，降低壓力傳感器的待機功耗；數(shù)據(jù)采集協(xié)調(diào)單元對距離信息的時序狀態(tài)進行分析，智能判斷壓力信息采集的起始點，不僅提高檢測的靈敏度，還避免傳感器長時間待機導致的漂移和精度下降問題，延長傳感器的使用壽命；能夠顯著提升碼垛機械手的作業(yè)精度和效率，減少因傳感器故障導致的設備停機與維護次數(shù)，有效降低運營成本。

技術(shù)特征：

1.一種基于超聲檢測的碼垛機械手，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于超聲檢測的碼垛機械手，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集協(xié)調(diào)單元包括：

3.如權(quán)利要求2所述的基于超聲檢測的碼垛機械手，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括超聲波傳感器和壓力傳感器。

4.一種基于超聲檢測的碼垛機械手控制方法，其特征在于，所述方法應用于如權(quán)利要求3所述的基于超聲檢測的碼垛機械手，所述方法包括：

5.如權(quán)利要求4所述的基于超聲檢測的碼垛機械手控制方法，其特征在于，所述預設采集頻率通過綜合考慮碼垛機械手的工作場景、物料包的特性以及系統(tǒng)整體性能要求確定，計算公式為：

6.如權(quán)利要求5所述的基于超聲檢測的碼垛機械手控制方法，其特征在于，所述運行環(huán)境信息包括環(huán)境溫度、環(huán)境濕度以及電磁干擾強度。

7.如權(quán)利要求6所述的基于超聲檢測的碼垛機械手控制方法，其特征在于，獲得第二響應速率的方法，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的基于超聲檢測的碼垛機械手控制方法，其特征在于，所述工作場景的標準化公式為：

9.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時，實現(xiàn)如權(quán)利要求4-8中任一項所述的方法。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，其上存儲有計算機程序，當所述計算機程序在計算機中執(zhí)行時，令計算機執(zhí)行權(quán)利要求4-8中任一項所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及機械手的技術(shù)領域，特別是涉及一種基于超聲檢測的碼垛機械手及控制方法，包括：夾爪，每個夾爪上均設置有采集距離信息和壓力信息的數(shù)據(jù)采集模塊；驅(qū)動組件，用于驅(qū)動多個夾爪相對靠近或相對遠離；數(shù)據(jù)采集協(xié)調(diào)單元，用于控制數(shù)據(jù)采集模塊進行距離信息采集，并對距離信息的時序狀態(tài)進行分析，獲得壓力信息的采集起始時間，其能夠顯著提升碼垛機械手的作業(yè)精度和效率，減少因傳感器故障導致的設備停機與維護次數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：宋振東,鮑丹陽,趙偉,王文斌,馬松松
受保護的技術(shù)使用者：深圳職業(yè)技術(shù)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15