1.一種基于雙機(jī)械臂和輔助臂的帶電作業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng),包括絕緣斗臂車,搭載在絕緣斗臂車上的機(jī)器人平臺(tái),安裝在機(jī)器人平臺(tái)上的機(jī)械臂,其特征在于,還包括數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng);所述機(jī)械臂包括第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂和輔助機(jī)械臂,所述攝像機(jī)包括雙目攝像頭,所述第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂和輔助機(jī)械臂上均搭載有雙目攝像頭;所述雙目攝像頭用于采集機(jī)械臂作業(yè)場(chǎng)景圖像,并將所述作業(yè)場(chǎng)景圖像發(fā)送給數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng);所述數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)根據(jù)所述作業(yè)場(chǎng)景圖像規(guī)劃出機(jī)械臂空間路徑,具體方法為:將機(jī)械臂末端位置與作業(yè)目標(biāo)位置轉(zhuǎn)換到同一參考坐標(biāo)系下,獲取械臂末端位置和作業(yè)目標(biāo)位置在同一參考坐標(biāo)系下的坐標(biāo)之差;根據(jù)所述坐標(biāo)之差使用運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解計(jì)算方法解算出機(jī)械臂每個(gè)關(guān)節(jié)的角度期望值。
2.如權(quán)利要求1所述基于雙機(jī)械臂和輔助臂的帶電作業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng),其特征在于,使用D-H參數(shù)法以機(jī)械臂基座的中心點(diǎn)為原點(diǎn)建立基坐標(biāo)系,將機(jī)械臂末端位置與作業(yè)目標(biāo)位置均轉(zhuǎn)換到基坐標(biāo)系下;
將機(jī)械臂末端位置轉(zhuǎn)換到基坐標(biāo)系下的過程為:
1-1:在機(jī)械臂的每一個(gè)關(guān)節(jié)處建立連桿坐標(biāo)系,并在機(jī)械臂末端執(zhí)行工器具處建立工具坐標(biāo)系;以雙目攝像頭連線的中垂點(diǎn)為原點(diǎn)建立雙目坐標(biāo)系;
1-2:由機(jī)械臂各關(guān)節(jié)處的編碼器采集每個(gè)關(guān)節(jié)當(dāng)前的角度數(shù)據(jù)并發(fā)送給第二工控機(jī),第二工控機(jī)根據(jù)關(guān)節(jié)角度確定機(jī)械臂基座到末端執(zhí)行工器具間的總連桿變換矩陣;
1-3:根據(jù)所述總連桿變換矩陣獲得機(jī)械臂末端在基坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。
將作業(yè)目標(biāo)的位置轉(zhuǎn)換到基坐標(biāo)系下的過程為:
2-1:通過模板匹配的方法獲取作業(yè)目標(biāo)在雙目攝像機(jī)左、右圖像中的位置,并根據(jù)立體視覺三維測(cè)量原理計(jì)算獲得作業(yè)目標(biāo)在雙目坐標(biāo)系下的坐標(biāo);
2-2:將作業(yè)目標(biāo)在雙目坐標(biāo)系下的坐標(biāo)左乘平移坐標(biāo)變換矩陣得到目標(biāo)在機(jī)械臂腕旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下的坐標(biāo),再左乘腕旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)坐標(biāo)系到基坐標(biāo)系的連桿變換矩陣得到作業(yè)目標(biāo)在基坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。
3.如權(quán)利要求1基于雙機(jī)械臂和輔助臂的帶電作業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)包括第一工控機(jī)、第二工控機(jī),第二工控機(jī)內(nèi)置圖像處理器和帶電作業(yè)動(dòng)作序列庫,
所述帶電作業(yè)動(dòng)作序列庫中預(yù)先存儲(chǔ)有各項(xiàng)帶電作業(yè)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作序列數(shù)據(jù);
所述攝像機(jī)采集的作業(yè)場(chǎng)景圖像發(fā)送給第二工控機(jī),圖像處理器對(duì)作業(yè)場(chǎng)景圖像進(jìn)行處理后獲的械臂末端位置和作業(yè)目標(biāo)位置在同一參考坐標(biāo)系下的坐標(biāo)之差,第二工控機(jī)根據(jù)械臂末端位置和作業(yè)目標(biāo)位置在同一參考坐標(biāo)系下的坐標(biāo)之差以及具體帶電作業(yè)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作序列解算出機(jī)械臂每個(gè)關(guān)節(jié)的角度期望值,并將所述角度期望值數(shù)據(jù)發(fā)送給第一工控機(jī);
第一工控機(jī)根據(jù)所述角度期望值控制機(jī)械臂動(dòng)作。
4.如權(quán)利要求1基于雙機(jī)械臂和輔助臂的帶電作業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng),其特征在于,所述絕緣斗臂車上設(shè)置有控制室,所述數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)包括第一工控機(jī)、第二工控機(jī)、顯示屏和主操作手,第二工控機(jī)內(nèi)置圖像處理器,顯示屏和主操作手位于控制室內(nèi);主操作手與機(jī)械臂為主從操作關(guān)系,通過改變主操作手的姿態(tài)控制機(jī)械臂運(yùn)動(dòng);所述攝像機(jī)采集的作業(yè)場(chǎng)景圖像發(fā)送給第二工控機(jī),圖像處理器對(duì)作業(yè)場(chǎng)景圖像進(jìn)行處理后獲的3D虛擬作業(yè)場(chǎng)景,并送顯示器顯示。
5.如權(quán)利要求1至4基于雙機(jī)械臂和輔助臂的帶電作業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng),其特征在于,所述機(jī)械臂或者主操作手為六自由度機(jī)構(gòu),包括基座,旋轉(zhuǎn)軸方向與基座平面垂直的腰關(guān)節(jié),與腰關(guān)節(jié)連接的肩關(guān)節(jié),與肩關(guān)節(jié)連接的大臂,與大臂連接的肘關(guān)節(jié),與肘關(guān)節(jié)連接的小臂,與小臂連接的腕關(guān)節(jié),腕關(guān)節(jié)由三個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成,分別為腕俯仰關(guān)節(jié)、腕搖擺關(guān)節(jié)和腕旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié);
所述六自由度機(jī)構(gòu)中各個(gè)關(guān)節(jié)均具有相應(yīng)的正交旋轉(zhuǎn)編碼器和伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī),正交旋轉(zhuǎn)編碼器用于采集各個(gè)關(guān)節(jié)的角度數(shù)據(jù),伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于控制各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng);
第一工控機(jī)根據(jù)機(jī)械臂各關(guān)節(jié)角度的期望值,通過控制伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制按機(jī)械臂各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1至4基于雙機(jī)械臂和輔助臂的帶電作業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng),其特征在于,各機(jī)械臂間之間分配有優(yōu)先級(jí),第一機(jī)械臂設(shè)置為第一優(yōu)先級(jí),第二機(jī)械臂設(shè)置為第二優(yōu)先級(jí),輔助機(jī)械臂的優(yōu)先級(jí)在其需要抓取執(zhí)行工器具時(shí)設(shè)置為第一優(yōu)先級(jí),在不需要抓取執(zhí)行工器具時(shí),設(shè)置為第三優(yōu)先級(jí),優(yōu)先級(jí)最高的機(jī)械臂在執(zhí)行任務(wù)過程中不受約束,優(yōu)先級(jí)較低的機(jī)械臂在執(zhí)行任務(wù)過程中主動(dòng)規(guī)避與優(yōu)先級(jí)最高的機(jī)械臂發(fā)生避碰。