一种基于双机器人主从协同的微装配操作系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114952843A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210598787.0(22)申请日2022.05.30(71)申请人江南大学地址214100江苏省无锡市梁溪区通沙路898号南楼七层(72)发明人樊启高巫亦浩黄文涛刘跃跃毕恺韬谢林柏朱一昕艾建(74)专利代理机构无锡华源专利商标事务所(普通合伙)32228专利代理师过顾佳(51)Int.Cl.B25J9/16(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种基于双机器人主从协同的微装配操作系统(57)摘要本申请公开了一种基于双机器人主从协同的微装配操作系统，涉及微机电技术领域，该系统包括两个微操作机器人，通过实时工作图像可以确定两个机器人的位置反馈信息，通过闭环控制可以使得主机器人按照所设定的目标轨迹进行运动，从机器人的运动参考主机器人的状态，而两者达成协同控制；由于该系统利用两个微操作机器人基于主从控制策略协同操作微型器件，相较于常规的单个微操作机器人的系统来说，采用两个机器人协同操作的方法在信息获取、处理以及控制能力等方面都有比较大的提升，因此对微型器件的控制能力和操作精度都较高。CN114952843ACN114952843A权利要求书1/2页1.一种基于双机器人主从协同的微装配操作系统，其特征在于，所述微装配操作系统包括控制器、主机器人、从机器人、视觉模组和载物平台，所述主机器人和从机器人均为三自由度的微操作机器人且末端具有夹持器，微型器件放置在所述载物平台上，所述视觉模组朝向所述载物平台且视场范围覆盖所述微型器件以及两个机器人的末端；所述控制器连接所述视觉模组、主机器人和从机器人；所述控制器在各个采样时刻通过所述视觉模组采集实时工作图像，并对所述实时工作图像进行图像识别确定所述主机器人在图像坐标下的位置反馈信息pm和所述从机器人在图像坐标系下的位置反馈信息ps；在所述主机器人和所述从机器人均夹持所述微型器件的状态下，所述控制器根据所述微型器件在图像坐标系下的目标位置信息pi和所述主机器人的位置反馈信息pm闭环控制所述主机器人运动以跟踪所述微型器件的目标位置信息，所述目标位置信息pi是所述微型器件的目标轨迹指示的所述微型器件的中心点在当前采样时刻下在图像坐标系中的位置信息；所述控制器根据所述主机器人的位置反馈信息pm和所述从机器人的位置反馈信息ps闭环控制所述从机器人运动以跟踪所述主机器人的位置反馈信息，利用所述主机器人和所述从机器人协同操作所述微型器件沿着所述目标轨迹运动。2.根据权利要求1所述的微装配操作系统，其特征在于，所述控制器在控制所述主机器人时，以所述主机器人在图像坐标系下的跟踪误差pi+δpa‑pm作为主PID控制器的输入，并基于所述主PID控制器的输出确定所述主机器人在机器人坐标系下的运动增量um，并按照运动增量um控制所述主机器人；其中，δpa是所述微型器件的中心点与所述主机器人在所述微型器件上的第一目标夹持位置之间在机器人坐标系中的相对位置信息。3.根据权利要求1所述的微装配操作系统，其特征在于，所述控制器在控制所述从机器人时，以所述从机器人在图像坐标系下的跟踪误差pm+δpb‑ps作为从PID控制器的输入，并基于所述从PID控制器的输出确定所述从机器人在机器人坐标系下的运动增量us，并按照运动增量us控制所述从机器人；其中，δpb是所述主机器人在所述微型器件上的第一目标夹持位置与所述从机器人在所述微型器件上的第二目标夹持位置之间在机器人坐标系中的相对位置信息。4.根据权利要求1所述的微装配操作系统，其特征在于，在初始状态下，所述主机器人和所述从机器人均不与所述微型器件接触，所述控制器对实时工作图像进行图像识别确定所述微型器件的中心点在图像坐标系下的初始位置信息p；所述控制器基于所述微型器件的初始位置信息p和所述主机器人的位置反馈信息pm闭环控制所述主机器人运动以运动至第一目标夹持位置处接触并夹持所述微型器件，且，所述控制器基于所述第一目标夹持位置和所述从机器人的位置反馈信息ps闭环控制所述从机器人运动以运动至第二目标夹持位置处接触并夹持所述微型器件；所述第一目标夹持位置、第二目标夹持位置和所述微型器件的初始位置信息之间具有预定的位置关系。5.根据权利要求4所述的微装配操作系统，其特征在于，所述控制器以所述主机器人在图像坐标系下的跟踪误差p+δpa‑pm作为主PID控制器的输入，并基于所述主PID控制器的输出确定所述主机器人在机器人坐标系下的运动增量um，并按照运动增量um控制所述主机器人运动；且，所述控制器以所述从机器人在图像坐标系下的跟踪误差hm+δpb‑ps作为从PID控制器2CN114952843A权利要求书2/2页的输入，并基于