本發(fā)明涉及機(jī)器人控制，具體是一種基于參數(shù)優(yōu)化配比的雙機(jī)協(xié)同搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)及其配對方法。

背景技術(shù)：

1、在自動化倉庫和生產(chǎn)車間中，機(jī)器人的協(xié)同作業(yè)是提升物流效率和降低人工成本的關(guān)鍵因素。當(dāng)前，隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)在生產(chǎn)和物流領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。然而，盡管機(jī)器人技術(shù)為生產(chǎn)流程帶來了諸多便利，現(xiàn)有的機(jī)器人協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)仍存在一些亟待解決的問題。

2、現(xiàn)有系統(tǒng)中，一個顯著的問題是缺乏有效的配對機(jī)制。這意味著機(jī)器人之間的協(xié)作并不總是能夠達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，導(dǎo)致資源配置不夠合理。例如，某些機(jī)器人可能因?yàn)槿狈τ行У娜蝿?wù)分配而處于空閑狀態(tài)，而另一些機(jī)器人則可能因?yàn)槿蝿?wù)過載而效率降低。這種不均衡的資源分配不僅影響了作業(yè)的流暢性，也降低了整體的作業(yè)效率。

3、此外，由于缺乏智能的協(xié)調(diào)和優(yōu)化算法，現(xiàn)有系統(tǒng)在處理復(fù)雜的作業(yè)任務(wù)時，往往難以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的高效配合。這在多機(jī)器人同時進(jìn)行作業(yè)時尤為明顯，可能會導(dǎo)致作業(yè)流程中的瓶頸，影響整個生產(chǎn)或物流流程的進(jìn)度。

4、為了克服這些問題，提高機(jī)器人協(xié)同作業(yè)的效率，需要開發(fā)更為先進(jìn)的配對和協(xié)調(diào)機(jī)制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于參數(shù)優(yōu)化配比的雙機(jī)協(xié)同搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)及其配對方法，其使用配比函數(shù)模塊，能夠根據(jù)空載狀態(tài)搬運(yùn)機(jī)器人的狀態(tài)信息，合理將不同的搬運(yùn)機(jī)器人分配至同一貨物處，共同進(jìn)行貨物的搬運(yùn)；借此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)優(yōu)化選擇搬運(yùn)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)的雙方，提高控制搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)的效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)手段：

3、一種基于參數(shù)優(yōu)化配比的雙機(jī)協(xié)同搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)，包括多個搬運(yùn)機(jī)器人和中央控制單元；

4、所述搬運(yùn)機(jī)器人包括載重模塊、定位模塊、抓取模塊、信息采集模塊和通信模塊；

5、其中，所述載重模塊用于托載貨物，所述定位模塊用于獲取所述搬運(yùn)機(jī)器人的位置，所述抓取模塊用于對貨物進(jìn)行抓?。凰鲂畔⒉杉K獲取由所述搬運(yùn)機(jī)器人對應(yīng)的載重力數(shù)值范圍、和貨物之間的距離數(shù)值和用于抓取貨物的抓具種類信息組成的狀態(tài)信息；所述通信模塊將狀態(tài)信息向所述中央控制單元發(fā)送；

6、所述中央控制單元包括接收模塊、配比函數(shù)模塊和指令分配模塊；

7、其中，所述接收模塊接收所述通信模塊傳輸?shù)臓顟B(tài)信息，并將其傳輸至配比函數(shù)模塊內(nèi)；所述配比函數(shù)模塊通過優(yōu)化配比函數(shù)得到兩個所述搬運(yùn)機(jī)器人之間的協(xié)同適配值，并將多個屬于空載狀態(tài)的所述搬運(yùn)機(jī)器人，根據(jù)兩兩一組的分配方式，計算得到協(xié)同適配值數(shù)集；所述指令分配模塊獲取協(xié)同適配值數(shù)集，并使協(xié)同適配值數(shù)集最大值中的兩個所述搬運(yùn)機(jī)器人配對，控制其對貨物進(jìn)行協(xié)同搬運(yùn)。

8、優(yōu)選的，所述指令分配模塊包括：

9、比值單元，其用于對協(xié)同適配值數(shù)集的數(shù)據(jù)進(jìn)行最大值判斷；

10、指令發(fā)送單元，其向協(xié)同適配值數(shù)集最大值中的兩個所述搬運(yùn)機(jī)器人發(fā)生配對指令，使其一同移動到貨物處。

11、優(yōu)選的，所述搬運(yùn)機(jī)器人還包括：

12、重力傳感器，其設(shè)于所述搬運(yùn)機(jī)器人的載重模塊處，根據(jù)獲取的重力值，對所述搬運(yùn)機(jī)器人的載重狀態(tài)進(jìn)行判斷；其中，載重狀態(tài)分為裝載狀態(tài)和空載狀態(tài)；

13、所述通信模塊將對應(yīng)的載重狀態(tài)發(fā)送至所述中央控制單元。

14、一種基于參數(shù)優(yōu)化配比的雙機(jī)協(xié)同搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)的配對方法，該方法采用上述基于參數(shù)優(yōu)化配比的雙機(jī)協(xié)同搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)；其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：

15、s001：中央控制單元獲取需要搬運(yùn)的貨物的位置信息，并將位置信息發(fā)送至所有搬運(yùn)機(jī)器人的定位模塊內(nèi)，定位模塊根據(jù)自身的位置計算得到與貨物之間的距離數(shù)值；

16、s002：屬于空載狀態(tài)下的搬運(yùn)機(jī)器人，其信息采集模塊獲取對應(yīng)的狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)，其通信模塊將狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)發(fā)送至中央控制單元內(nèi)；

17、s003：中央控制單元接收狀態(tài)信息，并將其傳輸至配比函數(shù)模塊內(nèi)；

18、s004：配比函數(shù)模塊通過優(yōu)化配比函數(shù)得到兩個所述搬運(yùn)機(jī)器人之間的協(xié)同適配值，并將多個屬于空載狀態(tài)的搬運(yùn)機(jī)器人，根據(jù)兩兩一組的分配方式，計算得到協(xié)同適配值數(shù)集；

19、s005：指令分配模塊獲取協(xié)同適配值數(shù)集，并使協(xié)同適配值數(shù)集最大值中的兩個搬運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行配對，控制其對貨物進(jìn)行協(xié)同搬運(yùn)；

20、s006：兩個接收指令的搬運(yùn)機(jī)器人一同移動到需要搬運(yùn)的貨物處，兩個抓具共同固定住貨物后，兩個載重模塊共同托載貨物；

21、s007：兩個接收指令的搬運(yùn)機(jī)器人一同將貨物搬運(yùn)至目標(biāo)位置。

22、優(yōu)選的，判斷搬運(yùn)機(jī)器人載重狀態(tài)的控制方法包括以下步驟：

23、s021：重力傳感器獲取所屬搬運(yùn)機(jī)器人載重模塊的實(shí)時載重力；

24、s022：根據(jù)獲取的重力值，對搬運(yùn)機(jī)器人的載重狀態(tài)進(jìn)行判斷；將重力值非0值的搬運(yùn)機(jī)器人的載重狀態(tài)列為裝載狀態(tài)，將重力值為0值的搬運(yùn)機(jī)器人的載重狀態(tài)列為空載狀態(tài)；

25、s023：屬于空載狀態(tài)的搬運(yùn)機(jī)器人將狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)發(fā)送至中央控制單元內(nèi)。

26、優(yōu)選的，控制搬運(yùn)機(jī)器人移動的控制方法包括以下步驟：

27、s051：比值單元對協(xié)同適配值數(shù)集的數(shù)據(jù)進(jìn)行最大值判斷；

28、s052：指令發(fā)送單元向協(xié)同適配值數(shù)集最大值中的兩個搬運(yùn)機(jī)器人發(fā)生配對指令；

29、s053：搬運(yùn)機(jī)器人的通信模塊接收到指令，一同移動到貨物處。

30、優(yōu)選的，所述優(yōu)化配比函數(shù)的公式如下：

31、f(ri,rj)＝w1·f1(li，lj)+w2·f2(di,dj)+w3·f3(ci,cj)+w4·f4(si,sj)；

32、其中，f(ri，rj)是兩臺搬運(yùn)機(jī)器人ri和rj之間的配比函數(shù)值；

33、w1是載重力評分函數(shù)的權(quán)重系數(shù)，w2是距離評分函數(shù)的權(quán)重系數(shù)，w3是抓具種類評分函數(shù)的權(quán)重系數(shù)，w4是協(xié)同效率評分函數(shù)的權(quán)重系數(shù)，其滿足1＝w1+w2+w3+w4，具體分配比例根據(jù)實(shí)際情況確定；

34、f1(li,lj)是載重力評分函數(shù)，其中，f1(li,lj)＝1÷|li-lj|；li和lj分別是兩臺搬運(yùn)機(jī)器人的最佳載重力；

35、f2(di,dj)是距離評分函數(shù)，其中，f2(di,dj)＝1÷(di-dj)2；di和dj分別是兩臺搬運(yùn)機(jī)器人到貨物的距離；

36、f3(ci,cj)是距離評分函數(shù)，其中，ci和cj分別是兩臺搬運(yùn)機(jī)器人的抓具種類；

37、f4(si,sj)是距離評分函數(shù)，其中，f4(si,sj)＝min(si,sj)；si和sj分別是兩臺搬運(yùn)機(jī)器人的協(xié)同效率評分，其通過過往記錄得到。

38、本發(fā)明的有益效果如下：

39、第一、本發(fā)明所述的雙機(jī)協(xié)同搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)，其使用配比函數(shù)模塊，能夠根據(jù)空載狀態(tài)搬運(yùn)機(jī)器人的狀態(tài)信息，合理將不同的搬運(yùn)機(jī)器人分配至同一貨物處，共同進(jìn)行貨物的搬運(yùn)；借此，本發(fā)明選擇搬運(yùn)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)的最優(yōu)雙方，提高控制搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)的效率。

40、第二、本發(fā)明所述的雙機(jī)協(xié)同搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)，其還設(shè)置了與載重模塊連接的重力傳感器，對搬運(yùn)機(jī)器人所處的狀態(tài)進(jìn)行精確判斷；借此，本發(fā)明能夠及時更新所有搬運(yùn)機(jī)器人的裝載狀態(tài)，合理分配協(xié)同搬運(yùn)任務(wù)所調(diào)配用到的搬運(yùn)機(jī)器人。

41、第三、本發(fā)明所述的配對方法，通過使用優(yōu)化配比函數(shù)，根據(jù)雙方的載重能力、距離、抓具匹配度和協(xié)同效率進(jìn)行計算協(xié)同適配值；借此，通過對所有協(xié)同適配值進(jìn)行比值判斷，有效找出最佳的雙機(jī)協(xié)同機(jī)器人，提高了搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)行效率。