本發(fā)明涉及工件抓取技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種機械臂抓取無人機電池的方式。

背景技術(shù)：

無人駕駛飛機簡稱“無人機”，無人機是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，或者由車載計算機完全地或間歇地自主地操作。無人機按應(yīng)用領(lǐng)域，可分為軍用與民用。軍用方面，無人機分為偵察機和靶機。目前在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、微型自拍、快遞運輸、災(zāi)難救援、觀察野生動物、監(jiān)控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、救災(zāi)、影視拍攝、制造浪漫等等領(lǐng)域的應(yīng)用，大大的拓展了無人機本身的用途。

在上世紀(jì)60年代開始，機器人應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成為各大高校及企事業(yè)單位的研究重點。在發(fā)展初期，機器人主要在結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中，按照特定的模式幫助人們完成一些危險或者重復(fù)性較高的簡單工作。但是，隨著技術(shù)的發(fā)展以及人們口常生活需要的提高，機器人面臨著非結(jié)構(gòu)化、復(fù)雜化等一些問題的挑戰(zhàn)。隨著計算機技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展，機器人的智能化水平越來越高，能夠在非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中自主地完成一些工作，能夠識別出目標(biāo)物體，經(jīng)過定位后能夠到達(dá)目標(biāo)物體所在的區(qū)域，抓取目標(biāo)物體。

現(xiàn)有技術(shù)中機械臂對無人機電池的抓取作業(yè)，存在著效率低，精確度低，成本高，使用不靈活等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種機械臂抓取無人機電池的方式，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種機械臂抓取無人機電池的方式，包括視覺采集模塊、測距定位模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、控制信號輸出模塊、抓手驅(qū)動模塊、機械臂控制模塊、避障模塊和報警模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊與視覺采集模塊之間相互電性連接；所述數(shù)據(jù)處理模塊與測距定位模塊電連接；所述控制信號輸出模塊分別與抓手驅(qū)動模塊和機械臂控制模塊電性連接。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述視覺采集模塊包括攝像機，攝像機安裝在機械臂上，攝像機拍攝視野范圍內(nèi)的圖像，圖像信息傳送給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊對圖像信息進(jìn)行分析處理，數(shù)據(jù)處理模塊通過網(wǎng)絡(luò)或者串口發(fā)送控制命令到控制信號輸出模塊上。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述控制信號輸出模塊接收來自數(shù)據(jù)處理模塊的控制命令后對其進(jìn)行整合，控制信號輸出模塊分別獨立控制抓手驅(qū)動模塊和機械臂控制模塊的啟動。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述數(shù)據(jù)處理模塊還電連接有報警模塊。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述機械臂控制模塊上電連接有避障模塊。

一種機械臂抓取無人機電池的方式，包括以下步驟：

s1：對攝像機和機械臂進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，建立攝像機和機械臂的坐標(biāo)關(guān)系；

s2：對目標(biāo)工件進(jìn)行識別，目標(biāo)工件不在視野內(nèi)，數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)出控制指令到控制信號輸出模塊，控制信號輸出模塊向機械臂控制模塊發(fā)生控制命令，機械臂控制模塊控制機械臂移動，使目標(biāo)工件暴露在視野內(nèi)；

s3：目標(biāo)工件在視野內(nèi)，測定目標(biāo)工件的坐標(biāo)；

s4：判定目標(biāo)工件是否位于抓手的正下方，目標(biāo)工件不在抓手的正下方，數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)出控制指令到控制信號輸出模塊，控制信號輸出模塊向機械臂控制模塊發(fā)生控制命令，機械臂控制模塊控制機械臂移動，使抓手位于目標(biāo)工件的正上方；

s5：目標(biāo)工件在抓手的正下方，數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)出控制指令到控制信號輸出模塊，控制信號輸出模塊向抓手驅(qū)動模塊發(fā)生控制命令，抓手驅(qū)動模塊驅(qū)動抓手對目標(biāo)工件進(jìn)行抓取，從而完成目標(biāo)工件的更換。

s6：機械臂移動過程中，根據(jù)避障模塊躲避障礙物，在避障模塊失效的前提下，機械臂移動過程中觸碰到障礙物，報警模塊發(fā)出報警信號。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明是一種機械臂抓取無人機電池的方式，能夠?qū)o人機電池的位置進(jìn)行精確的標(biāo)定，有利于提高機械臂對無人機電池抓取的精準(zhǔn)性，且保證了機械臂抓取時的準(zhǔn)確性，本發(fā)明能夠快速實現(xiàn)無人機電池的抓取以及更換，成本低、精度高、靈活便捷，省時省力，工作效率高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中機械臂抓取無人機電池的方式的框圖示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例中機械臂抓取無人機電池的方式的流程示意圖。

圖中：10-視覺采集模塊，20-測距定位模塊，30-數(shù)據(jù)處理模塊，40-控制信號輸出模塊，50-抓手驅(qū)動模塊，60-機械臂控制模塊，70-避障模塊，80-報警模塊。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，本發(fā)明實施例中，一種機械臂抓取無人機電池的方式，包括視覺采集模塊10、測距定位模塊20、數(shù)據(jù)處理模塊30、控制信號輸出模塊40、抓手驅(qū)動模塊50、機械臂控制模塊60、避障模塊70和報警模塊80，所述數(shù)據(jù)處理模塊30與視覺采集模塊10之間相互電性連接，視覺采集模塊10包括攝像機，攝像機安裝在機械臂上，攝像機拍攝視野范圍內(nèi)的圖像，圖像信息傳送給數(shù)據(jù)處理模塊30，數(shù)據(jù)處理模塊30對圖像信息進(jìn)行分析處理，數(shù)據(jù)處理模塊30通過網(wǎng)絡(luò)或者串口發(fā)送控制命令到控制信號輸出模塊40上；所述數(shù)據(jù)處理模塊30與測距定位模塊20電連接，測距定位模塊20用于測定目標(biāo)無人機電池空間位置的距離數(shù)據(jù)；所述控制信號輸出模塊40分別與抓手驅(qū)動模塊50和機械臂控制模塊60電性連接，控制信號輸出模塊40接收來自數(shù)據(jù)處理模塊30的控制命令后對其進(jìn)行整合，控制信號輸出模塊40分別獨立控制抓手驅(qū)動模塊50和機械臂控制模塊60的啟動；所述機械臂控制模塊60上還電連接有避障模塊70，機械臂控制模塊60在運動的過程中根據(jù)避障模塊70躲避障礙物；所述數(shù)據(jù)處理模塊30還電連接有報警模塊80，當(dāng)機械臂控制模塊60運轉(zhuǎn)過程中且避障模塊70失效，機械臂控制模塊60觸碰到障礙物時，報警模塊80發(fā)出報警信號，以提醒工作人員；所述抓手驅(qū)動模塊50用于實現(xiàn)對目標(biāo)工件的抓取作業(yè)，本發(fā)明實施例中，目標(biāo)工件為無人機電池。

一種機械臂抓取無人機電池的方式，如圖2所示，包括以下步驟：

s1：對攝像機和機械臂進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，建立攝像機和機械臂的坐標(biāo)關(guān)系；

s2：對目標(biāo)工件進(jìn)行識別，目標(biāo)工件不在視野內(nèi)，數(shù)據(jù)處理模塊30發(fā)出控制指令到控制信號輸出模塊40，控制信號輸出模塊40向機械臂控制模塊60發(fā)生控制命令，機械臂控制模塊60控制機械臂移動，使目標(biāo)工件暴露在視野內(nèi)；

s3：目標(biāo)工件在視野內(nèi)，測定目標(biāo)工件的坐標(biāo)；

s4：判定目標(biāo)工件是否位于抓手的正下方，目標(biāo)工件不在抓手的正下方，數(shù)據(jù)處理模塊30發(fā)出控制指令到控制信號輸出模塊40，控制信號輸出模塊40向機械臂控制模塊60發(fā)生控制命令，機械臂控制模塊60控制機械臂移動，使抓手位于目標(biāo)工件的正上方；

s5：目標(biāo)工件在抓手的正下方，數(shù)據(jù)處理模塊30發(fā)出控制指令到控制信號輸出模塊40，控制信號輸出模塊40向抓手驅(qū)動模塊50發(fā)生控制命令，抓手驅(qū)動模塊50驅(qū)動抓手對目標(biāo)工件進(jìn)行抓取，從而完成目標(biāo)工件的更換。

s6：機械臂移動過程中，根據(jù)避障模塊70躲避障礙物，在避障模塊失效的前提下，機械臂移動過程中觸碰到障礙物，報警模塊80發(fā)出報警信號。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。