一种机械臂抓取无人机电池的方式的制作方法

本发明涉及工件抓取技术领域，具体是一种机械臂抓取无人机电池的方式。

背景技术：

无人驾驶飞机简称“无人机”，无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。

在上世纪60年代开始，机器人应用的相关技术已经成为各大高校及企事业单位的研究重点。在发展初期，机器人主要在结构化的环境中，按照特定的模式帮助人们完成一些危险或者重复性较高的简单工作。但是，随着技术的发展以及人们口常生活需要的提高，机器人面临着非结构化、复杂化等一些问题的挑战。随着计算机技术以及控制技术的发展，机器人的智能化水平越来越高，能够在非结构化的环境中自主地完成一些工作，能够识别出目标物体，经过定位后能够到达目标物体所在的区域，抓取目标物体。

现有技术中机械臂对无人机电池的抓取作业，存在着效率低，精确度低，成本高，使用不灵活等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种机械臂抓取无人机电池的方式，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机械臂抓取无人机电池的方式，包括视觉采集模块、测距定位模块、数据处理模块、控制信号输出模块、抓手驱动模块、机械臂控制模块、避障模块和报警模块，所述数据处理模块与视觉采集模块之间相互电性连接；所述数据处理模块与测距定位模块电连接；所述控制信号输出模块分别与抓手驱动模块和机械臂控制模块电性连接。

作为本发明进一步的方案：所述视觉采集模块包括摄像机，摄像机安装在机械臂上，摄像机拍摄视野范围内的图像，图像信息传送给数据处理模块，数据处理模块对图像信息进行分析处理，数据处理模块通过网络或者串口发送控制命令到控制信号输出模块上。

作为本发明进一步的方案：所述控制信号输出模块接收来自数据处理模块的控制命令后对其进行整合，控制信号输出模块分别独立控制抓手驱动模块和机械臂控制模块的启动。

作为本发明进一步的方案：所述数据处理模块还电连接有报警模块。

作为本发明进一步的方案：所述机械臂控制模块上电连接有避障模块。

一种机械臂抓取无人机电池的方式，包括以下步骤：

s1：对摄像机和机械臂进行参数标定，建立摄像机和机械臂的坐标关系；

s2：对目标工件进行识别，目标工件不在视野内，数据处理模块发出控制指令到控制信号输出模块，控制信号输出模块向机械臂控制模块发生控制命令，机械臂控制模块控制机械臂移动，使目标工件暴露在视野内；

s3：目标工件在视野内，测定目标工件的坐标；

s4：判定目标工件是否位于抓手的正下方，目标工件不在抓手的正下方，数据处理模块发出控制指令到控制信号输出模块，控制信号输出模块向机械臂控制模块发生控制命令，机械臂控制模块控制机械臂移动，使抓手位于目标工件的正上方；

s5：目标工件在抓手的正下方，数据处理模块发出控制指令到控制信号输出模块，控制信号输出模块向抓手驱动模块发生控制命令，抓手驱动模块驱动抓手对目标工件进行抓取，从而完成目标工件的更换。

s6：机械臂移动过程中，根据避障模块躲避障碍物，在避障模块失效的前提下，机械臂移动过程中触碰到障碍物，报警模块发出报警信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明是一种机械臂抓取无人机电池的方式，能够对无人机电池的位置进行精确的标定，有利于提高机械臂对无人机电池抓取的精准性，且保证了机械臂抓取时的准确性，本发明能够快速实现无人机电池的抓取以及更换，成本低、精度高、灵活便捷，省时省力，工作效率高。

附图说明

图1为本发明实施例中机械臂抓取无人机电池的方式的框图示意图。

图2为本发明实施例中机械臂抓取无人机电池的方式的流程示意图。

图中：10-视觉采集模块，20-测距定位模块，30-数据处理模块，40-控制信号输出模块，50-抓手驱动模块，60-机械臂控制模块，70-避障模块，80-报警模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种机械臂抓取无人机电池的方式，包括视觉采集模块10、测距定位模块20、数据处理模块30、控制信号输出模块40、抓手驱动模块50、机械臂控制模块60、避障模块70和报警模块80，所述数据处理模块30与视觉采集模块10之间相互电性连接，视觉采集模块10包括摄像机，摄像机安装在机械臂上，摄像机拍摄视野范围内的图像，图像信息传送给数据处理模块30，数据处理模块30对图像信息进行分析处理，数据处理模块30通过网络或者串口发送控制命令到控制信号输出模块40上；所述数据处理模块30与测距定位模块20电连接，测距定位模块20用于测定目标无人机电池空间位置的距离数据；所述控制信号输出模块40分别与抓手驱动模块50和机械臂控制模块60电性连接，控制信号输出模块40接收来自数据处理模块30的控制命令后对其进行整合，控制信号输出模块40分别独立控制抓手驱动模块50和机械臂控制模块60的启动；所述机械臂控制模块60上还电连接有避障模块70，机械臂控制模块60在运动的过程中根据避障模块70躲避障碍物；所述数据处理模块30还电连接有报警模块80，当机械臂控制模块60运转过程中且避障模块70失效，机械臂控制模块60触碰到障碍物时，报警模块80发出报警信号，以提醒工作人员；所述抓手驱动模块50用于实现对目标工件的抓取作业，本发明实施例中，目标工件为无人机电池。

一种机械臂抓取无人机电池的方式，如图2所示，包括以下步骤：

s1：对摄像机和机械臂进行参数标定，建立摄像机和机械臂的坐标关系；

s2：对目标工件进行识别，目标工件不在视野内，数据处理模块30发出控制指令到控制信号输出模块40，控制信号输出模块40向机械臂控制模块60发生控制命令，机械臂控制模块60控制机械臂移动，使目标工件暴露在视野内；

s3：目标工件在视野内，测定目标工件的坐标；

s4：判定目标工件是否位于抓手的正下方，目标工件不在抓手的正下方，数据处理模块30发出控制指令到控制信号输出模块40，控制信号输出模块40向机械臂控制模块60发生控制命令，机械臂控制模块60控制机械臂移动，使抓手位于目标工件的正上方；

s5：目标工件在抓手的正下方，数据处理模块30发出控制指令到控制信号输出模块40，控制信号输出模块40向抓手驱动模块50发生控制命令，抓手驱动模块50驱动抓手对目标工件进行抓取，从而完成目标工件的更换。

s6：机械臂移动过程中，根据避障模块70躲避障碍物，在避障模块失效的前提下，机械臂移动过程中触碰到障碍物，报警模块80发出报警信号。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。