[发明专利]一种用于危险物品处理系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种用于危险物品处理系统及控制方法，包括主控计算机、控制器和机械臂装置；机械臂装置包括腰关节，第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，第一连杆的轴向一端通过大臂I关节转动连接设于腰关节的侧壁上、轴向另一端通过大臂II关节与第二连杆的轴向一端转动连接，第二连杆的轴向另一端通过大臂III关节与第三连杆的轴向一端转动连接，第三连杆的轴向另一端通过大臂IV关节与第四连杆转动连接，所述第四连杆的轴向末端设有爪关节。本发明具有作用距离远、自由度多、操作方式灵活等优点，可以在多种场合下应用，尤其适用于处理危险、易爆等物品。

技术领域

本发明涉及一种军用工程装备，具体涉及一种用于危险物品处理系统及控制方法。

背景技术

随着科学技术的进步，机械臂技术已经成为高新技术领域的一个重要方面，机械臂在各个领域得到了广泛的应用，由于机械臂代替人员执行危险物品的搬运和处置任务时能够最大限度的保障操作者的安全，因此近些年来机械臂在反恐排爆等安全领域的作用越来越受到人们的重视。此外机械臂在功能性、实时性、稳定性、机械机体轻便等方面都有了长足的发展，因此使用机械臂代替人员执行危险物品搬运和处置不失为一种理想的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的机械臂结构操作距离较短，自由度少，灵活性较差，机械臂自重与作业范围之间存在较大的矛盾，目的在于提供一种用于危险物品处理系统及控制方法，具有作用距离远、自由度多、操作方式灵活等优点，可以在多种场合下应用，尤其适用于处理危险、易爆等物品。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于危险物品处理系统，包括主控计算机、控制器和机械臂装置；所述主控计算机用于完成机械臂装置的运动学模型解算、以及机械臂装置的运动路径规划，主控计算机将解算后的结果发送至控制器，所述运动学模型结算包括运动学正解和运动学逆解；所述控制器依据所述解算结果实现对机械臂装置的操作控制；所述机械臂装置包括腰关节，第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一连杆的轴向一端通过大臂I关节转动连接设于腰关节的侧壁上、轴向另一端通过大臂II关节与第二连杆的轴向一端转动连接，第二连杆的轴向另一端通过大臂III关节与第三连杆的轴向一端转动连接，第三连杆的轴向另一端通过大臂IV关节与第四连杆转动连接，所述第四连杆的轴向末端设有爪关节；所述腰关节、大臂I关节、大臂II关节、大臂III关节、大臂IV关节内均设有驱动器和执行电机；所述驱动器用于接收控制器的运动控制指令以驱动执行电机完成相应的动作。

优选地，所述腰关节、大臂I关节、大臂II关节、大臂III关节和大臂IV关节均为圆柱关节；所述腰关节转动的轴心线方向与大臂I关节的转动轴心线方向、大臂II关节的转动轴心线方向、大臂III关节的转动轴心线方向、以及大臂IV关节的转动轴心线方向垂直；所述大臂I关节、大臂II关节、大臂III关节和大臂IV关节中任意一个的转动轴心线方向与第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆中任意一个的轴线方向垂直。

优选地，所述腰关节的转动轴心线、第二连杆的轴线、第四连杆的轴线均在同一平面内，所述第一连杆的轴线、第三连杆的轴线均在同一平面内；所述腰关节的转动轴心线、第二连杆的轴线、第四连杆的轴线所在的平面与所述第一连杆的轴线、第三连杆的轴线所在的平面相互平行，且两个平行平面之间的距离大于零。

优选地，所述两个平行平面之间的距离大于零且小于第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆任一个的轴向长度。

优选地，所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆均采用中空管状结构。

优选地，所述腰关节、大臂I关节、大臂II关节、大臂III关节、大臂IV关节内还设有编码器，所述编码器用于将各关节当前位置实时反馈至控制器。

基于上述一种用于危险物品处理系统的控制方法，包括以下步骤：