[发明专利]一种集装箱装卸用移动机器人控制系统

说明书

本发明涉及一种集装箱装卸用移动机器人控制系统及方法。本系统包括：无线发射模块、用户端和移动机器人端。无线发射模块可以实现用户端和机器人端的控制器以及激光传感器在一定距离内的数据对传。一个用户端根据IP地址连接不同的移动机器人控制器及激光传感器，实现一对多控制。激光传感器连接成功时不断扫描集装箱，用户端按周期获取传感器数据，并进行处理。若机器人处于自动运动模式，则调用运动控制模块，将产生的控制信息通过NI OPC Server软件发送给机器人控制器，实现机器人的路径跟踪控制，提高了机器人的定位精度。本发明用一个操作面板控制多台机器人，降低了人工成本、提高了生产效率、经济效益。采用无线通信代替线缆,降低成本,使用更方便,且克服了线缆限制。另外，使用激光传感器能避免碰撞到集装箱或障碍物，使得机器人运动过程中更加安全。

技术领域

本发明涉及一种集装箱装卸用移动机器人控制系统及方法。

背景技术

随着劳动力成本的提高，研制用来代替人工的设备，提高集装箱装卸的自动化水平是必然要求。研制针对集装箱中装卸货物的机器人来代替人工，可以减少劳动力成本，提高工作效率。但是这种用途的机器人大多是固定式的，不能移动，自动化程度不高。关于移动式机器人在集装箱中的自动定位方面的研究也比较少。这些移动式机器人的宽度大多与集装箱宽度相差不大，运动范围比较小，手动控制机器人难于使机器人精确行驶在预定的路径，而且费时费力。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种集装箱装卸用移动机器人控制系统及方法，通过无线和激光传感器来实现移动机器人自动导航和手动控制功能。

一种集装箱装卸用移动机器人控制系统包括多个机器人端、一个无线发射模块和一个用户端。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

所述用户端包括一个上位机和一个无线操作手柄，所述上位机为植入控制软件和NI OPC Server软件的PC机；控制软件通过无线通信与无线操作手柄和多个机器人端的激光传感器进行交互；控制软件获取激光传感器和无线操作手柄的消息，并调用控制软件的相应模块处理；产生的控制信息传送给NI OPC Server软件；由NI OPC Server软件通过无线发送给控制器；控制软件和NI OPC Server软件通过IP地址连接不同的激光传感器和控制器。

所述多个机器人端中的每1个机器人端包括激光传感器和机器人；机器人又包含控制器、驱动器、伺服电机、机械手和机器人本体；控制器负责接收来自用户端的控制信息并做相应处理发送给驱动器，也负责反馈控制器和驱动器信息给上位机中的NI OPCServer软件；激光传感器安装在机器人本体前侧中心位置，处于机器人机械手下方。

所述无线发射模块是采用一个无线路由器来实现用户端和多个机器人端的控制器以及激光传感器在一定距离内的数据对传。

所述上位机中的控制软件与多个机器人端的控制器的通信需要NI OPC Server软件作为中介，其与NI OPC Server软件的数据交互通过LabView的DataSocket 控件来实现。

所述上位机中的控制软件将无线操作手柄的动作映射成键盘消息，并有相应的键盘消息相应模块，可实现通过手柄控制机器人的运动。

一种集装箱装卸用移动机器人控制方法采用上述系统进行操作，具体操作步骤如下：

1)所述上位机的控制软件通过Visual Studio的C#窗体应用程序模块开发，为用户提供了人机交互界面，其中Visual Studio工具需安装可使用LabView控件的插件；控制软件功能模块主要包括应用层模块、获取激光传感器数据模块、数据处理模块、运动控制模块、机械手运动控制模块、手柄动作映射为键盘消息模块、键盘消息响应模块、获取控制器反馈的信息模块；