[发明专利]用于仓储搬运的复合机器人及局部动态障碍物规避方法

权利要求书

1.一种用于仓储搬运的复合机器人，其特征在于，包括：

一对驱动轮(11)；

用于实时检测周边移动的障碍物运动趋势，调整驱动轮(11)对障碍物做出规避，完成导航路线的轮式移动平台(10)；

工作台(6)；

底部安装在所述轮式移动平台(10)上，顶部安装所述工作台(6)，用于驱动工作台(6)升降的升降装置(16)；

安装在所述工作台(6)上的多自由度的抓取机器人(1)；

安装在所述抓取机器人(1)的小臂上，用于识别货架(17)上的标签(18)以确定待取货物准确位置的第一摄像头(2.1)；

安装在所述抓取机器人(1)的小臂末端，用于摄取货物图像的第二摄像头(2.2)；

安装在所述抓取机器人(1)的小臂末端，用于抓取货物的末端抓取机构；以及

安装在所述工作台(6)上的收纳盒(5)；

其中，所述抓取机器人(1)一方面根据货物图像获取货物周边环境，另一方面根据货物图像转换货物相应的形心位置坐标到抓取机器人(1)三维坐标系中，并根据货物三维坐标及货物周边环境调整末端抓取机构位姿，抓取货物并放入所述收纳盒(5)中。

2.根据权利要求1所述的用于仓储搬运的复合机器人，其特征在于，所述轮式移动平台(10)通过计算机内置有全局导航地图；

所述轮式移动平台(10)上安装有电连接所述轮式移动平台(10)的第三摄像头(8)和感应装置(14)；

所述轮式移动平台(10)上安装有警示灯(9)；

所述升降装置(16)侧壁安装有紧急停止按钮(15)。

3.根据权利要求2所述的用于仓储搬运的复合机器人，其特征在于，所述升降装置(16)侧壁安装有电连接所述紧急停止按钮(15)、警示灯(9)、升降装置(16)、所述轮式移动平台(10)和所述抓取机器人(1)的人机接口(7)；人机接口(7)为带显示屏的可操作设备或者带数据写入的通信接口。

4.根据权利要求1所述的用于仓储搬运的复合机器人，其特征在于，所述末端抓取机构包括安装在所述抓取机器人(1)的小臂末端的可伸长支架(3)；以及

连接所述可伸长支架(3)的柔性夹爪(4)。

5.根据权利要求2所述的用于仓储搬运的复合机器人，其特征在于，所述感应装置(14)为激光雷达或传感器。

6.根据权利要求1所述的用于仓储搬运的复合机器人，其特征在于，所述轮式移动平台(10)内安装有电连接所述轮式移动平台(10)和所述抓取机器人(1)的模块化锂电池(12)；

所述轮式移动平台(10)监测所述模块化锂电池(12)内电量，在电量低于预设值时自动导航到充电区充电。

7.一种基于权利要求1所述复合机器人的局部动态障碍物规避方法，其特征在于：基于速度反馈的改进型人工势场法，包括：

通过复合机器人所在位置x对障碍物j的斥力场和对目标位置x_goal的引力场U_att(x)共同作用形成一个虚拟的人工势场，沿着势函数下降的方向F(x，v)即为该复合机器人实时运动方向；其中出现以下情况可以不考虑认为其斥力场大小为0：

当障碍物j运动趋势是离开复合机器人的，即障碍物相对速度V_R与复合机器人之间(x-x_obsj)夹角

复合机器人距离障碍物j距离d_j(x，x_obsj)小于障碍物j斥力影响范围d_j；

其中引力部分:

引力场

引力

ξ为引力势场系数；d(x,x_goal)为复合机器人距离目标距离；

斥力部分:

斥力场

斥力

复合机器人所在位置x对障碍物j的斥力场；

复合机器人所在位置x对障碍物j的斥力场；

复合机器人所在位置x对障碍物j的斥力；

复合机器人所在位置x对障碍物j的斥力；

η_j为斥力势场系数，d_j为障碍物j产生的斥力场范围；为速度斥力系数；

最终复合机器人避障运动合力方向：

F(x,v)＝F_att(x)+F_rep(x，v)。