智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，包括輸出設備，用于清庫作業(yè)，氣動系統(tǒng)，與輸出設備連接，為輸出設備提供動力輸出；位置調整系統(tǒng)，與輸出設備連接，在所述輸出設備工作過程中調整輸出設備的位置；視覺系統(tǒng)，包括無線路由以及視覺檢測裝置，視覺檢測裝置設置在輸出設備上；控制系統(tǒng)，與氣動系統(tǒng)、位置調整系統(tǒng)視覺系統(tǒng)均連接。通過該位置調整系統(tǒng)控制輸出設備的位置，啟動系統(tǒng)控制輸出設備的工作輸出，視覺系統(tǒng)監(jiān)視輸出設備的工作情況，進而進行調節(jié)，實現(xiàn)了清庫機器人的自動控制，由于添設了視覺系統(tǒng)，極大地方便了操作人員對內部工作情況的監(jiān)視，以便機器人實現(xiàn)智能清庫控制。
【專利說明】
智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種清庫裝置，尤其涉及一種智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]清庫作業(yè)是水泥庫等倉庫因物料滯留庫內引起出料困難，造成儲庫功能失效，不得已而采用的手段。資料顯示:新的水泥庫投入使用時出庫率可以達到80%左右，隨著時間的推移，庫掛堆積越來越嚴重，出庫率甚至只能達到50%，嚴重影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益。目前，水泥庫等倉庫的清庫多采用人工的方式，但人工清庫存在很多弊端。如:清庫作業(yè)時的粉塵會對人體的呼吸道系統(tǒng)造成危害;大型水泥庫的高度可達60米，采用人工的方式清庫時，人是在高空作業(yè)，因此出了很多的安全事故，每年都有一些工人因清庫作業(yè)而失去生命;人工清庫的作業(yè)效率較低。因此，清庫需要向機械清庫的方向發(fā)展，但目前國內還沒有有效的機械清庫裝置。并且由于水泥庫等倉庫的庫頂是封閉的，因此一般的機械清庫機構很難放置在庫內，這一條件也就限制了機械清庫機構的發(fā)展。
【實用新型內容】
[0003]針對現(xiàn)有技術中的問題，本實用新型提供了一種智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，其主要的目的在于克服現(xiàn)有清庫裝置的控制系統(tǒng)控制精度不高以及控制智能化程度不高的缺陷。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0005]—種智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，包括
[0006]輸出設備，用于清庫作業(yè)，
[0007]氣動系統(tǒng)，與輸出設備連接，為輸出設備提供動力輸出；
[0008]位置調整系統(tǒng)，與輸出設備連接，在所述輸出設備工作過程中調整輸出設備的位置；
[0009]視覺系統(tǒng)，包括無線路由以及視覺檢測裝置，視覺檢測裝置設置在輸出設備上；
[0010]控制系統(tǒng)，與氣動系統(tǒng)、位置調整系統(tǒng)視覺系統(tǒng)均連接。
[0011]通過該位置調整系統(tǒng)控制輸出設備的位置，啟動系統(tǒng)控制輸出設備的工作輸出，視覺系統(tǒng)監(jiān)視輸出設備的工作情況，進而進行調節(jié)，實現(xiàn)了清庫機器人的自動控制，由于添設了視覺系統(tǒng)，極大地方便了操作人員對內部工作情況的監(jiān)視，以便機器人實現(xiàn)智能清庫控制。
[0012]作為本實用新型所述的智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述的位置調整系統(tǒng)包括依次連接的卷揚系統(tǒng)，轉盤系統(tǒng)、抬升系統(tǒng)，抬升系統(tǒng)與輸出設備連接，卷揚系統(tǒng)用于調整輸出設備的上下位置;轉盤系統(tǒng)使輸出設備以轉盤系統(tǒng)為中心軸相對旋轉，抬升系統(tǒng)調節(jié)輸出設備相對轉盤系統(tǒng)旋轉時的旋轉半徑大小。
[0013]作為本實用新型所述的智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述的控制系統(tǒng)包括HMI控制器和與之連接的PLC控制終端，所述的卷揚系統(tǒng)、轉盤系統(tǒng)、抬升系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)均通過PPI協(xié)議與PLC連接，所述的視覺系統(tǒng)通過TCP/IP協(xié)議與HMI控制器進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0014]作為本實用新型所述的智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，還包括位姿控制系統(tǒng)，位姿控制系統(tǒng)設于輸出設備上，通過TCP/IP協(xié)議與HMI控制器進行數(shù)據(jù)傳輸，用于控制輸出設備的位置。
[0015]所述的卷揚系統(tǒng)包括卷揚控制模塊、卷揚執(zhí)行器以及卷揚編碼器，卷揚控制模塊通過Modbus通訊與PLC控制終端的輸出端連接;卷揚編碼器與PLC控制終端的輸入端連接，用以檢測輸出裝置伸長量，HMI控制器執(zhí)行卷揚系統(tǒng)控制程序，控制卷揚控制模塊，驅動卷揚執(zhí)行器到達指定高度，與卷揚編碼器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置位置。
[0016]所述的轉盤系統(tǒng)包括轉盤變頻器、轉盤電機、轉盤限位開關以及轉盤編碼器，轉盤編碼器與PLC控制終端的輸入端連接，用以檢測轉盤旋轉角度；所述的轉盤變頻器通過Modbus通訊與PLC控制終端的輸出端連接，HMI控制器執(zhí)行轉盤系統(tǒng)控制程序，控制轉盤變頻器，驅動轉盤電機到達指定角度，與轉盤編碼器形成閉環(huán)控制，精確控制轉盤位置。
[0017]所述的抬升系統(tǒng)包括抬升控制模塊、抬升限位開關以及超聲波傳感器，超聲波傳感器與PLC控制終端的輸入端連接，所述HMI控制器執(zhí)行抬升系統(tǒng)控制程序，控制抬升控制模塊，驅動抬升執(zhí)行器到達指定高度，與超聲波傳感器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置位置。
[0018]所述的氣動系統(tǒng)包括壓力檢測器、流量檢測器、氣動控制模塊以及氣動執(zhí)行器;所述HMI控制器執(zhí)行氣動系統(tǒng)控制程序，控制氣動控制模塊，驅動氣動執(zhí)行器，與壓力檢測器、流量檢測器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置。
[0019]所述的位姿控制系統(tǒng)包括位姿控制模塊、位姿控制裝置、陀螺儀及加速度傳感器，陀螺儀及加速度傳感器設置在輸出裝置上，該陀螺儀及加速度傳感器通過TCP/IP協(xié)議與HMI控制器進行數(shù)據(jù)傳輸;所述HMI控制器執(zhí)行位姿系統(tǒng)控制程序，控制位姿控制模塊，驅動位姿控制裝置，與陀螺儀、加速度傳感器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置位置。
[0020]有益效果:
[0021]1.本實用新型實用性強，通過視覺檢測設備監(jiān)視現(xiàn)場情況，控制轉盤變頻器、卷揚控制模塊、抬升控制模塊以及氣動控制模塊，最終執(zhí)行輸出設備的清庫工作。使用者完全可以采用手動/半自動/全自動這三種模式，極大地便于使用者對清庫工作的監(jiān)視與操作，大大地提升了整個系統(tǒng)的運行性能。
[0022]2.在本實用新型專利中，通過設置轉盤系統(tǒng)的編碼器，可以檢測輸出設備的運行旋轉角度，極大地方便了操作人員對輸出設備位置的控制，以便機器人實現(xiàn)智能清庫控制。
[0023]3.在本實用新型專利中，通過設置卷揚系統(tǒng)的編碼器，可以檢測輸出設備的運行伸長量，極大地方便了操作人員對輸出設備位置的控制，以便機器人實現(xiàn)智能清庫控制。
[0024]4.在本實用新型專利中，將超聲波傳感器設置在抬升裝置的橫桿末端，通過超聲波檢測傳感器，可以精確的檢測橫桿末端與庫壁的水平距離。由于橫臂末端與清潔庫壁的距離在剛開始旋轉自檢的過程中已經(jīng)記錄下來，所以可以精確地得出庫掛的厚度。防止清庫過程中對庫壁的磨損。極大地方便了操作人員對輸出設備位置的控制，以便機器人實現(xiàn)智能清庫控制。
[0025]5.在本實用新型專利中，通過設置位姿控制系統(tǒng)的陀螺儀與加速度計，可以檢測輸出設備的運行位姿，極大地方便了操作人員對輸出設備位姿的控制，以便機器人實現(xiàn)智能清庫控制。
[0026]6.在本實用新型專利中，輸出設備上裝設有視覺檢測裝置，極大地方便了操作人員對內部工作情況的監(jiān)視，以便機器人實現(xiàn)智能清庫控制。
【附圖說明】
[0027]圖1本實用新型涉及的一種智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)連接示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面，參考附圖詳細說明本實用新型的優(yōu)選實施方式。在附圖中，雖然示于不同的附圖，但相同的附圖標記用于表示相同的或相似的組件。為了清楚和簡明，包含在這里的已知的功能和結構的詳細描述將被省略，否則它們將使本實用新型的主題不清楚。
[0029]根據(jù)本實用新型的一些實施例，智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)具有輸出設備、控制系統(tǒng)、卷揚系統(tǒng)、轉盤系統(tǒng)、抬升系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)以及位姿控制系統(tǒng)。
[0030]其中，控制系統(tǒng)包括HMI控制器和與之連接的PLC控制終端，所述的卷揚系統(tǒng)、轉盤系統(tǒng)、抬升系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)均通過PPI協(xié)議與PLC連接，所述的視覺系統(tǒng)、位姿控制系統(tǒng)通過TCP/IP協(xié)議與HMI控制器進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0031]轉盤系統(tǒng)、抬升系統(tǒng)，抬升系統(tǒng)與輸出設備連接，卷揚系統(tǒng)用于調整輸出設備的上下位置;轉盤系統(tǒng)使輸出設備以轉盤系統(tǒng)為中心軸相對旋轉，抬升系統(tǒng)調節(jié)輸出設備相對轉盤系統(tǒng)旋轉時的旋轉半徑大小。
[0032]具體地，卷揚系統(tǒng)包括卷揚控制模塊、卷揚執(zhí)行器以及卷揚編碼器，卷揚控制模塊通過Modbus通訊與PLC控制終端的輸出端連接;卷揚編碼器與PLC控制終端的輸入端連接，用以檢測輸出裝置伸長量，HMI控制器執(zhí)行卷揚系統(tǒng)控制程序，控制卷揚控制模塊，驅動卷揚執(zhí)行器到達指定高度，與卷揚編碼器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置位置。
[0033]轉盤系統(tǒng)包括轉盤變頻器、轉盤電機、轉盤限位開關以及轉盤編碼器，轉盤編碼器與PLC控制終端的輸入端連接，用以檢測轉盤旋轉角度;所述的轉盤變頻器通過Modbus通訊與PLC控制終端的輸出端連接，HMI控制器執(zhí)行轉盤系統(tǒng)控制程序，控制轉盤變頻器，驅動轉盤電機到達指定角度，與轉盤編碼器形成閉環(huán)控制，精確控制轉盤位置。
[0034]抬升系統(tǒng)包括抬升控制模塊、抬升限位開關以及超聲波傳感器，超聲波傳感器與PLC控制終端的輸入端連接，所述HMI控制器執(zhí)行抬升系統(tǒng)控制程序，控制抬升控制模塊，驅動抬升執(zhí)行器到達指定高度，與超聲波傳感器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置位置。
[0035]氣動系統(tǒng)包括壓力檢測器、流量檢測器、氣動控制模塊以及氣動執(zhí)行器;所述HMI控制器執(zhí)行氣動系統(tǒng)控制程序，控制氣動控制模塊，驅動氣動執(zhí)行器，與壓力檢測器、流量檢測器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置。
[0036]位姿控制系統(tǒng)包括位姿控制模塊、位姿控制裝置、陀螺儀及加速度傳感器，陀螺儀及加速度傳感器設置在輸出裝置上，該陀螺儀及加速度傳感器通過TCP/IP協(xié)議與HMI控制器進行數(shù)據(jù)傳輸;所述HMI控制器執(zhí)行位姿系統(tǒng)控制程序，控制位姿控制模塊，驅動位姿控制裝置，與陀螺儀、加速度傳感器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置位置。
[0037]清庫機器人上電后，自動啟動自檢系統(tǒng)，自動檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的當前量?？偪叵到y(tǒng)，自動采集卷揚系統(tǒng)、轉盤系統(tǒng)、抬升系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、位姿控制系統(tǒng)的反饋信號，通過總控系統(tǒng)信號，自動判斷是否啟動卷揚系統(tǒng)、轉盤系統(tǒng)、抬升系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、位姿控制系統(tǒng)的控制模塊信號，進行智能調節(jié)。
[0038]顯然，上述實施例僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創(chuàng)造的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，包括 輸出設備，用于清庫作業(yè)； 氣動系統(tǒng)，與輸出設備連接，為輸出設備提供動力輸出； 位置調整系統(tǒng)，與輸出設備連接，在所述輸出設備工作過程中調整輸出設備的位置； 視覺系統(tǒng)，包括無線路由以及視覺檢測裝置，視覺檢測裝置設置在輸出設備上； 控制系統(tǒng)，與氣動系統(tǒng)、位置調整系統(tǒng)視覺系統(tǒng)均連接。2.根據(jù)權利要求1所述的智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的位置調整系統(tǒng)包括依次連接的卷揚系統(tǒng)，轉盤系統(tǒng)、抬升系統(tǒng)，抬升系統(tǒng)與輸出設備連接，卷揚系統(tǒng)用于調整輸出設備的上下位置;轉盤系統(tǒng)使輸出設備以轉盤系統(tǒng)為中心軸相對旋轉，抬升系統(tǒng)調節(jié)輸出設備相對轉盤系統(tǒng)旋轉時的旋轉半徑大小。3.根據(jù)權利要求2所述的智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制系統(tǒng)包括HMI控制器和與之連接的PLC控制終端，所述的卷揚系統(tǒng)、轉盤系統(tǒng)、抬升系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)均通過PPI協(xié)議與PLC連接，所述的視覺系統(tǒng)通過TCP/IP協(xié)議與HMI控制器進行數(shù)據(jù)傳輸。4.根據(jù)權利要求1所述的智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括位姿控制系統(tǒng)，位姿控制系統(tǒng)設于輸出設備上，通過TCP/IP協(xié)議與HMI控制器進行數(shù)據(jù)傳輸，用于控制輸出設備的位置。5.根據(jù)權利要求2或3所述的智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的卷揚系統(tǒng)包括卷揚控制模塊、卷揚執(zhí)行器以及卷揚編碼器，卷揚控制模塊通過Modbus通訊與PLC控制終端的輸出端連接;卷揚編碼器與PLC控制終端的輸入端連接，用以檢測輸出裝置伸長量，HMI控制器執(zhí)行卷揚系統(tǒng)控制程序，控制卷揚控制模塊，驅動卷揚執(zhí)行器到達指定高度，與卷揚編碼器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置位置。6.根據(jù)權利要求2或3所述的智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的轉盤系統(tǒng)包括轉盤變頻器、轉盤電機、轉盤限位開關以及轉盤編碼器，轉盤編碼器與PLC控制終端的輸入端連接，用以檢測轉盤旋轉角度;所述的轉盤變頻器通過Modbus通訊與PLC控制終端的輸出端連接，HMI控制器執(zhí)行轉盤系統(tǒng)控制程序，控制轉盤變頻器，驅動轉盤電機到達指定角度，與轉盤編碼器形成閉環(huán)控制，精確控制轉盤位置。7.根據(jù)權利要求3所述的智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的抬升系統(tǒng)包括抬升控制模塊、抬升限位開關以及超聲波傳感器，超聲波傳感器與PLC控制終端的輸入端連接，所述HMI控制器執(zhí)行抬升系統(tǒng)控制程序，控制抬升控制模塊，驅動抬升執(zhí)行器到達指定高度，與超聲波傳感器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置位置。8.根據(jù)權利要求3所述的智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的氣動系統(tǒng)包括壓力檢測器、流量檢測器、氣動控制模塊以及氣動執(zhí)行器;所述HMI控制器執(zhí)行氣動系統(tǒng)控制程序，控制氣動控制模塊，驅動氣動執(zhí)行器，與壓力檢測器、流量檢測器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置。9.根據(jù)權利要求4所述的智能柔性清庫機器人的自動化控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的位姿控制系統(tǒng)包括位姿控制模塊、位姿控制裝置、陀螺儀及加速度傳感器，陀螺儀及加速度傳感器設置在輸出裝置上，該陀螺儀及加速度傳感器通過TCP/IP協(xié)議與HMI控制器進行數(shù)據(jù)傳輸;所述HMI控制器執(zhí)行位姿系統(tǒng)控制程序，控制位姿控制模塊，驅動位姿控制裝置，與陀螺儀、加速度傳感器形成閉環(huán)控制，精確控制輸出裝置位置。
【文檔編號】B25J19/02GK205466214SQ201620040009
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月15日
【發(fā)明人】朱世強, 方華, 鄭東鑫, 裴翔, 陳子辰
【申請人】杭州國辰機器人科技有限公司