[发明专利]一种基于视觉系统的全向移动机械臂

权利要求书

1.一种基于视觉系统的全向移动机械臂，其特征在于，包括：终端设备、重力加速度传感器模块、wifi模块、视频采集模块、机械臂机构及移动小车；其中，

所述终端设备内置所述重力加速度传感器和所述wifi模块，对所述终端设备的操作远程控制所述移动小车的运动；

所述重力加速度传感器可以感应所述终端设备的姿态，通过wifi发送姿态命令来控制所述机械臂机构的动作，所述终端设备的按键来控制所述机械臂的抓取和松开；

所述wifi模块作为数据和指令传播的载体，时刻与所述终端设备和所述重力加速度传感器模块以及所述机械臂机构保持通信状态；

所述视频采集模块，通过所述机械臂机构上的摄像头，实时观测周围的环境，视频信号通过FM调制，在电脑显示器上可以看到返回的实时画面，方便找到目标，并实现顺利避障和路径规划；

所述机械臂机构通过wifi模块接受到了控制指令，所述机械臂会根据相应的控制指令执行相关的动作；所述机械臂机构包括：全向轮移动机构、机械臂、机械爪；

其中，所述全向轮式移动机构包括由全向轮组成的具有完整约束的行走机构；

其中，所述机械臂采用三自由度，实现移动空间范围内的上下、前后、水平旋转运动；

其中，所述机械爪采用伺服电机驱动齿轮组，闭合时，齿轮组向内转动，打开时，齿轮组向外转动，控制机械爪的抓取动作；

所述移动小车上装载了视频发送模块和wifi模块，通过模块接收到所述终端设备发送的指令，控制运动，同时移动小车上装载所述机械臂机构；

所述机械臂机构上的视觉系统实时将视频图像传回，所述终端设备通过鼠标和手势识别控制所述机械臂机构。

2.如权利要求1所述的基于视觉系统的全向移动机械臂，其特征在于，所述终端设备包括手机。

3.如权利要求1所述的基于视觉系统的全向移动机械臂，其特征在于，所述伺服电机安装在所述机械臂的底部。

4.如权利要求1所述的基于视觉系统的全向移动机械臂，其特征在于，所述全向轮移动机构的运动数学模型：

全方位移动机器人由3个全向轮作为驱动轮，三个轮子之间的夹角互为120度，假设机器人以偏角α做直线运动，机器人运动速度为V，d为全向轮中心到机器人质心的距离，自转角速度为则三个轮子的转速为：

当时，机器人进行平动的运动方式；当机器人进行自转。

5.如权利要求1所述的基于视觉系统的全向移动机械臂，其特征在于，所述终端设备控制移动小车的工作状况下，所述移动小车运动控制为转速闭环控制；所述终端设备感应到操作后，将指令通过wifi模块发送给小车，所述移动小车上的wifi模块收到指令后，发送给底层运动控制器，所述底层运动控制器将命令转换成对应的运动速度，所述运动速度包括大小和方向，通过轮速的分解模型获得各个伺服电机对应的转速和转向，经过各个伺服电机的转速PID控制，合成期望的运动。

6.如权利要求1所述的基于视觉系统的全向移动机械臂，其特征在于，所述终端设备内的重力加速度传感器感应操作姿态，通过wifi模块将相应指令发送给底层运动控制器，所述底层控制器将命令转换成三个伺服电机对应的转动角度。

7.如权利要求1所述的基于视觉系统的全向移动机械臂，其特征在于，所述终端设备内置控制程序包括：按键控制程序和重力加速度感应控制程序。