一种多任务协同装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及自动化生产技术领域，更具体地说，涉及一种多任务协同装置及其控制方法。

背景技术

随着现代工业的快速的发展，机器人自动化生产线在工业生产领域的应用日趋广泛，如在电子制造、汽车制造、加工包装、货物分拣等领域。特别是机器视觉技术在生产线上的运用，极大地提高了系统的柔性化、智能化和自动化水平。该类自动化生产线通常配置一个或多个用于拣取或加工的机器人作为具体执行机构；配置一条或多条传送带用于输送工件和包装盒；配置工业视觉系统用于工件的定位、识别、尺寸测量等不同的操作。

随着社会经济的发展，生产加工的特殊化、专业化、随机化对自动化生产线的生产效率、生产多用性、智能性以及灵活性提出了更高的要求，智能机器人的合理调度使用也显得尤为重要，先有的智能机器人生产线存在调度不合理，浪费电能的情况，且难以发挥最大的生产力。

然而在进行多任务协同工作时，由于控制信号较为复杂和多变，对处理器的数据处理要求较高，尤其是在精密的机械手工作中更加容易出错，导致机械手之间出现交叉工作的情况，由以下两种主要原因造成，一种是控制信号重复，另一种是控制路径交叠，出现该现象时机械手容易出现瘫痪造成损坏，也有可能造成产品损失。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种多任务协同装置及其控制方法，可以实现在进行多任务协同工作的同时，通过预先设置的交叉监测管对机械手进行交叉监测，且该交叉监测是独立于控制模块之外的，具有不受干扰、运作稳定的优点，在发生机械手的交叉现象时，交叉监测管受到挤压先触发润滑动作，然后基于液压变化迫使触发球触发电磁铁的磁场反转开关，从而利用磁吸力带动机械手整体上升进行避让，实现物理重启，然后由技术人员进行软件重启，保证机械手的工作安全性，避免机械手在出现交叉现象时导致损坏或者产品损失，可以有效保证多任务协同工作的安全性和稳定性。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种多任务协同装置，包括主控工位，所述主控工位内嵌装有主控制器模块，所述主控工位外端安装有多个导向滑轨，所述导向滑轨上滑动连接有副控滑台，所述副控滑台上安装有机械手，所述主控工位上还连接有多个与副控滑台相对应的悬挂磁铁，且悬挂磁铁位于副控滑台上侧，所述机械手外端贴合连接有交叉监测管，所述交叉监测管包括控制触发端和节式监测管，所述节式监测管中间镶嵌有多个与机械手相匹配的关节球，所述控制触发端连接于副控滑台外端，所述控制触发端、关节球和节式监测管相连通，所述控制触发端内开设有迁移槽，所述迁移槽内滑动连接有相匹配的触发球，所述副控滑台内嵌装有电磁铁，所述电磁铁电性连接有反转开关，且反转开关位于迁移槽内。

进一步的，所述节式监测管内填充有油，所述反转开关与触发球之间设有隔油膜，且隔油膜连接于迁移槽内壁上，油具有以下三种主要好处，其一是油相比于气体来说不易受到挤压体积缩小，可以提高交叉监测管监测交叉的灵敏性，确保触发球可以触发磁场反转动作，其二是油具有一定的导热效果，可以吸收副控滑台产生的热量，一方面有助于散热，另一方面可以蒸发油胀半球上的油进行解吸，促使其在一定延迟后复位，其三是油具有一定的润滑特性，可以在节式监测管受到初步挤压后释放，有利于降低避让时的摩擦，减少磨损。

进一步的，所述触发球包括隔油半球和油胀半球，且隔油半球和油胀半球对称连接，所述隔油半球位于靠近节式监测管的一侧，隔油半球在正常状态下起到隔离油的作用，避免油胀半球提前接触到油，油胀半球在触发反转动作后接触到油，吸油后进行膨胀在迁移槽内进行短暂的停留，即使在机械手避让后交叉监测管恢复原状，也有足够的时间保持机械手的悬浮动作，使得机械手拥有时间去进行重启。

进一步的，所述隔油半球采用疏油材料制成，所述油胀半球采用吸油膨胀材料制成。

进一步的，所述节式监测管远离机械手一侧外表面上覆盖有多个均匀分布的润滑包，所述节式监测管远离机械手一侧内表面上连接有扩面板，润滑包起到单点监测交叉现象的作用，从而精准释放出油进行润滑，而扩面板则起到扩大感知效果的作用，在受到挤压后具有足够的形变程度来引起液压变化，从而提高触发球的触发精度。

进一步的，所述润滑包包括弹性包膜、吸油球和导油纤维杆，所述吸油球镶嵌于弹性包膜内侧，所述导油纤维杆与吸油球连接，且导油纤维杆贯穿节式监测管和扩面板并延伸至节式监测管内侧，所述弹性包膜边缘处开设有多个均匀分布的连外孔，导油纤维杆可以吸收节式监测管内的油进行润滑，弹性包膜在受到挤压后迫使吸油球变形，然后释放出吸收的油，从连外孔中逸出后发挥润滑效果。

进一步的，所述弹性包膜内填充有多个润滑微球，且润滑微球的外径大于连外孔的孔径，润滑微球在正常状态下不会脱落至外界，仅在弹性包膜受到挤压后，借由润滑微球对连外孔进行压迫迫使其膨胀变大，此时润滑微球滑出后与润滑油配合显著提高润滑效果。

进一步的，所述润滑微球和扩面板均采用磁性材料制成，所述润滑微球表面包覆有LINE-X涂料涂层，扩面板可以吸附润滑微球不至于从节式监测管上脱落，既可以保证润滑效果，同时不易遗失润滑微球方便回收，LINE-X涂料涂层具有较高的强度，保护润滑微球不易破碎。

进一步的，所述控制触发端采用硬性导热材料制成，所述关节球采用弹性材料制成，所述节式监测管采用低弹性材料制成，控制触发端可以保证触发重启动作的稳定性，同时可以有效传导热量，关节球具有一定的弹性形变作用来适应机械手关节处的转向，节式监测管的容积较为稳定，不易出现增大或者减小的情况，从而间接提高液压变化的稳定性。

一种多任务协同装置的控制方法，包括以下步骤：

S1、技术人员向主控制器模块模块下达工作任务，主控制器模块根据工作任务进行分配，将控制信号发送至各个机械手上；

S2、机械手根据接收到的控制信号开始多任务协同工作，由主控工位上的主控制器模块进行统一控制和集中管理；

S3、在协同工作中出现控制出错的时候，机械手相互之间出现交叉接触，由表面的交叉监测管触发独立的双效重启动作；

S4、先基于液压变化触发磁场反转利用磁吸力上升进行避让，然后由技术人员进行人为重启该机械手；

S5、确定机械手可以正常运行时继续投入协同工作中直至任务完成。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现在进行多任务协同工作的同时，通过预先设置的交叉监测管对机械手进行交叉监测，且该交叉监测是独立于控制模块之外的，具有不受干扰、运作稳定的优点，在发生机械手的交叉现象时，交叉监测管受到挤压先触发润滑动作，然后基于液压变化迫使触发球触发电磁铁的磁场反转开关，从而利用磁吸力带动机械手整体上升进行避让，实现物理重启，然后由技术人员进行软件重启，保证机械手的工作安全性，避免机械手在出现交叉现象时导致损坏或者产品损失，可以有效保证多任务协同工作的安全性和稳定性。

(2)节式监测管内填充有油，反转开关与触发球之间设有隔油膜，且隔油膜连接于迁移槽内壁上，油具有以下三种主要好处，其一是油相比于气体来说不易受到挤压体积缩小，可以提高交叉监测管监测交叉的灵敏性，确保触发球可以触发磁场反转动作，其二是油具有一定的导热效果，可以吸收副控滑台产生的热量，一方面有助于散热，另一方面可以蒸发油胀半球上的油进行解吸，促使其在一定延迟后复位，其三是油具有一定的润滑特性，可以在节式监测管受到初步挤压后释放，有利于降低避让时的摩擦，减少磨损。

(3)触发球包括隔油半球和油胀半球，且隔油半球和油胀半球对称连接，隔油半球位于靠近节式监测管的一侧，隔油半球在正常状态下起到隔离油的作用，避免油胀半球提前接触到油，油胀半球在触发反转动作后接触到油，吸油后进行膨胀在迁移槽内进行短暂的停留，即使在机械手避让后交叉监测管恢复原状，也有足够的时间保持机械手的悬浮动作，使得机械手拥有时间去进行重启。

(4)节式监测管远离机械手一侧外表面上覆盖有多个均匀分布的润滑包，节式监测管远离机械手一侧内表面上连接有扩面板，润滑包起到单点监测交叉现象的作用，从而精准释放出油进行润滑，而扩面板则起到扩大感知效果的作用，在受到挤压后具有足够的形变程度来引起液压变化，从而提高触发球的触发精度。

(5)润滑包包括弹性包膜、吸油球和导油纤维杆，吸油球镶嵌于弹性包膜内侧，导油纤维杆与吸油球连接，且导油纤维杆贯穿节式监测管和扩面板并延伸至节式监测管内侧，弹性包膜边缘处开设有多个均匀分布的连外孔，导油纤维杆可以吸收节式监测管内的油进行润滑，弹性包膜在受到挤压后迫使吸油球变形，然后释放出吸收的油，从连外孔中逸出后发挥润滑效果。

(6)弹性包膜内填充有多个润滑微球，且润滑微球的外径大于连外孔的孔径，润滑微球在正常状态下不会脱落至外界，仅在弹性包膜受到挤压后，借由润滑微球对连外孔进行压迫迫使其膨胀变大，此时润滑微球滑出后与润滑油配合显著提高润滑效果。

(7)润滑微球和扩面板均采用磁性材料制成，润滑微球表面包覆有LINE-X涂料涂层，扩面板可以吸附润滑微球不至于从节式监测管上脱落，既可以保证润滑效果，同时不易遗失润滑微球方便回收，LINE-X涂料涂层具有较高的强度，保护润滑微球不易破碎。

(8)控制触发端采用硬性导热材料制成，关节球采用弹性材料制成，节式监测管采用低弹性材料制成，控制触发端可以保证触发重启动作的稳定性，同时可以有效传导热量，关节球具有一定的弹性形变作用来适应机械手关节处的转向，节式监测管的容积较为稳定，不易出现增大或者减小的情况，从而间接提高液压变化的稳定性。

附图说明

图1为本发明正常状态下的结构示意图；

图2为本发明交叉监测管的结构示意图；

图3为本发明控制触发端的结构示意图；

图4为本发明节式监测管的结构示意图；

图5为图4中A处的结构示意图；

图6为本发明润滑包受压状态下的结构示意图；

图7为本发明重启状态下的结构示意图。

图中标号说明：

1主控工位、2副控滑台、3机械手、4交叉监测管、41控制触发端、42关节球、43节式监测管、5悬挂磁铁、6导向滑轨、7润滑包、71弹性包膜、72吸油球、73润滑微球、74导油纤维杆、8触发球、81隔油半球、82油胀半球、9扩面板、10隔油膜、11电磁铁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种多任务协同装置，包括主控工位1，主控工位1内嵌装有主控制器模块，主控工位1外端安装有多个导向滑轨6，导向滑轨6上滑动连接有副控滑台2，副控滑台2上安装有机械手3，主控工位1上还连接有多个与副控滑台2相对应的悬挂磁铁5，且悬挂磁铁5位于副控滑台2上侧，机械手3外端贴合连接有交叉监测管4。

请参阅图2-3，交叉监测管4包括控制触发端41和节式监测管43，节式监测管43中间镶嵌有多个与机械手3相匹配的关节球42，控制触发端41连接于副控滑台2外端，控制触发端41、关节球42和节式监测管43相连通，控制触发端41内开设有迁移槽，迁移槽内滑动连接有相匹配的触发球8，副控滑台2内嵌装有电磁铁11，电磁铁11电性连接有反转开关，且反转开关位于迁移槽内。

控制触发端41采用硬性导热材料制成，关节球42采用弹性材料制成，节式监测管43采用低弹性材料制成，控制触发端41可以保证触发重启动作的稳定性，同时可以有效传导热量，关节球42具有一定的弹性形变作用来适应机械手3关节处的转向，节式监测管43的容积较为稳定，不易出现增大或者减小的情况，从而间接提高液压变化的稳定性。

节式监测管43内填充有油，反转开关与触发球8之间设有隔油膜10，且隔油膜10连接于迁移槽内壁上，油具有以下三种主要好处，其一是油相比于气体来说不易受到挤压体积缩小，可以提高交叉监测管4监测交叉的灵敏性，确保触发球8可以触发磁场反转动作，其二是油具有一定的导热效果，可以吸收副控滑台2产生的热量，一方面有助于散热，另一方面可以蒸发油胀半球82上的油进行解吸，促使其在一定延迟后复位，其三是油具有一定的润滑特性，可以在节式监测管43受到初步挤压后释放，有利于降低避让时的摩擦，减少磨损。

触发球8包括隔油半球81和油胀半球82，且隔油半球81和油胀半球82对称连接，隔油半球81位于靠近节式监测管43的一侧，隔油半球81在正常状态下起到隔离油的作用，避免油胀半球82提前接触到油，油胀半球82在触发反转动作后接触到油，吸油后进行膨胀在迁移槽内进行短暂的停留，即使在机械手3避让后交叉监测管4恢复原状，也有足够的时间保持机械手3的悬浮动作，使得机械手3拥有时间去进行重启。

隔油半球81采用疏油材料制成，油胀半球82采用吸油膨胀材料制成。

请参阅图4，节式监测管43远离机械手3一侧外表面上覆盖有多个均匀分布的润滑包7，节式监测管43远离机械手3一侧内表面上连接有扩面板9，润滑包7起到单点监测交叉现象的作用，从而精准释放出油进行润滑，而扩面板9则起到扩大感知效果的作用，在受到挤压后具有足够的形变程度来引起液压变化，从而提高触发球8的触发精度。

请参阅图5-6，润滑包7包括弹性包膜71、吸油球72和导油纤维杆74，吸油球72镶嵌于弹性包膜71内侧，导油纤维杆74与吸油球72连接，且导油纤维杆74贯穿节式监测管43和扩面板9并延伸至节式监测管43内侧，弹性包膜71边缘处开设有多个均匀分布的连外孔，导油纤维杆74可以吸收节式监测管43内的油进行润滑，弹性包膜71在受到挤压后迫使吸油球72变形，然后释放出吸收的油，从连外孔中逸出后发挥润滑效果。

弹性包膜71内填充有多个润滑微球73，且润滑微球73的外径大于连外孔的孔径，润滑微球73在正常状态下不会脱落至外界，仅在弹性包膜71受到挤压后，借由润滑微球73对连外孔进行压迫迫使其膨胀变大，此时润滑微球73滑出后与润滑油配合显著提高润滑效果。

润滑微球73和扩面板9均采用磁性材料制成，润滑微球73表面包覆有LINE-X涂料涂层，扩面板9可以吸附润滑微球73不至于从节式监测管43上脱落，既可以保证润滑效果，同时不易遗失润滑微球73方便回收，LINE-X涂料涂层具有较高的强度，保护润滑微球73不易破碎。

一种多任务协同装置的控制方法，包括以下步骤：

S1、技术人员向主控制器模块模块下达工作任务，主控制器模块根据工作任务进行分配，将控制信号发送至各个机械手3上；

S2、机械手3根据接收到的控制信号开始多任务协同工作，由主控工位1上的主控制器模块进行统一控制和集中管理；

S3、在协同工作中出现控制出错的时候，机械手3相互之间出现交叉接触，由表面的交叉监测管4触发独立的双效重启动作；

S4、先基于液压变化触发磁场反转利用磁吸力上升进行避让，然后由技术人员进行人为重启该机械手3；

S5、确定机械手3可以正常运行时继续投入协同工作中直至任务完成。

本发明可以实现在进行多任务协同工作的同时，通过预先设置的交叉监测管4对机械手3进行交叉监测，且该交叉监测是独立于控制模块之外的，具有不受干扰、运作稳定的优点，在发生机械手3的交叉现象时，交叉监测管4受到挤压先触发润滑动作，然后基于液压变化迫使触发球8触发电磁铁11的磁场反转开关，从而利用磁吸力带动机械手3整体上升进行避让，实现物理重启，请参阅图7，然后由技术人员进行软件重启，保证机械手3的工作安全性，避免机械手3在出现交叉现象时导致损坏或者产品损失，可以有效保证多任务协同工作的安全性和稳定性。

值得注意的是，可以将机械手3的重启开关设置于副控滑台2上侧，在副控滑台2上升进行物理避让时，利用悬挂磁铁5的挤压作用触发重启开关，对机械手3进行软件重启。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。