(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211321829.2 (22)申请日 2022.10.27 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115383766 A (43)申请公布日 2022.11.25 (73)专利权人 广东机电职业 技术学院 地址 510515 广东省广州市白云区同和蟾 蜍石东路2号 (72)发明人 王广海　马伊南　 (74)专利代理 机构 广州海心联合专利代理事务 所(普通合伙) 44295 专利代理师 莫秀波 (51)Int.Cl. B25J 11/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01)B25J 18/00(2006.01) (56)对比文件 CN 114771107 A,202 2.07.22 CN 10734078 8 A,2017.1 1.10 CN 1098947 76 A,2019.0 6.18 CN 114345602 A,202 2.04.15 CN 115079729 A,2022.09.20 CN 103659461 A,2014.0 3.26 WO 03051575 A1,20 03.06.26 JP 2011035079 A,201 1.02.17 CN 105843167 A,2016.08.10 常鹏飞， 等. 《特钢棒材直角坐标喷码系统》 . 《河北冶金》 .2020, 审查员 崔清雨 (54)发明名称 特种作业悬臂机 械手系统 (57)摘要 本发明公开了一种特种作业悬臂机械手系 统， 属于机械手技术领域， 包括： 机械手本体、 喷 码头、 图像采集模块、 温度采集模块、 测距模块、 控制器， 控制器电性连接喷码头、 图像采集模块、 温度采集模块， 以及机械手本体的传动部件的驱 动器； 控制器提取实时图像中的字符图像， 并与 预设的标准字符图像比较， 计算得到偏差比例系 数； 控制器根据该偏差比例系数及对应的设备温 度建立补偿关系， 并保存补偿关系； 在下一次喷 码作业前， 控制器根据当前的设备温度查询补偿 关系得到对应的偏差比例系数， 并和下一次的喷 码头运动量计算得到运动 补偿量， 以运动 补偿量 更新下一次的喷码头运动控制参数， 从而减少高 温造成的运动误差， 保证喷码质量。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115383766 B 2022.12.27 CN 115383766 B 1.一种特种作业悬臂机械手系统， 包括机械手本体 （1） ， 其特征在于， 所述机械手本体 （1） 至少为 三轴机械手； 且还包括： 喷码头 （8） ， 其安装于所述机械手本体 （1） 的作业端， 用于对钢坯的喷码作业面进行喷 码作业； 图像采集模块 （9） ， 其安装于所述机械手本体 （1） 的作业端， 用于采集喷码作业面的实 时图像； 温度采集模块， 其用于采集所述机械手本体 （1） 各传动部件的实际温度， 从而得到设备 温度； 测距模块 （10） ， 其安装于所述机械手本体 （1） 的作业端， 用于测量所述机械手本体 （1） 或图像采集模块 （9） 与喷码作业 面之间的距离； 控制器， 其电性连接所述喷码头 （8） 、 图像采集模块 （9） 、 温度采集模块， 以及机械手本 体 （1） 的传动部件的驱动器， 用于控制所述机 械手本体 （1） 运动； 所述控制器提取所述实时图像中的字符图像， 并与预设的标准字符图像比较， 计算得 到偏差比例系 数； 所述控制 器根据该偏差比例系 数及对应的设备温度建立补偿关系， 并保 存所述补偿关系； 在下一次喷码作业前， 所述控制器根据当前的设备温度查询所述补偿关系得到对应的 偏差比例系 数， 并和下一次的喷码头运动量计算得到运动补偿量， 以所述运动补偿量更新 下一次的喷码头运动控制参数。 2.根据权利要求1所述的特种作业悬臂机械手系统， 其特征在于， 所述机械手本体 （1） 包括底座 （2） 、 Z轴驱动机构 （3） 、 X轴驱动机构 （4） 、 Y轴驱动机构 （5） ， 所述底座 （2） 为直线驱 动器， 所述Z轴驱动机构 （3） 竖向安装于所述直线驱动器的第一滑块 （6） 上， 所述X轴驱动机 构 （4） 横向安装于所述Z轴驱动机构 （3） 的第二滑块 （11） 上， 所述Y轴驱动机构 （5） 纵向安装 于所述X轴驱动机构 （4） 的第三滑 块 （12） 上， 所述Y轴驱动机构 （5） 的一端为所述机械手本体 （1） 的作业端。 3.根据权利要求1或2所述的特种作业悬臂机 械手系统， 其特 征在于， 所述控制器设有： OCR处理模块， 其用于对所述实时图像中的字符图像进行提取和识别； 偏差分析模块， 其用于根据 所述OCR处理模块的识别结果， 从预设的数据库中调用匹配 的标准字符图像， 并与提取的字符图像比较， 计算得到偏差比例系数； 补偿模块， 其用于根据偏差比例系数及对应的设备温度建立补偿关系， 并保存所述补 偿关系； 在下一次喷码作业前， 根据当前 的设备温度查询所述补偿关系得到对应的偏差比 例系数， 并和下一次的喷码头运动量计算得到运动补偿量， 以所述运动补偿量更新下一次 的喷码头运动控制参数。 4.根据权利要求3所述的特种作业悬臂机械手系统， 其特征在于， 所述计算得到偏差比 例系数的过程包括： 调用英文字母表和阿拉伯数字表， 并根据用户预定义规则筛查， 得到存在直线笔画 的 字母和阿拉伯数字， 定义 为比例分析字符； 调用OCR处 理模块的识别结果中的比例分析字符； 对标准字符图像做各个直线笔画像素尺寸计算， 得到预设标准 量； 对提取的比例分析字符做各个直线笔画像素尺寸计算， 得到实际喷码运动量；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115383766 B 2偏差比例系数=实际喷码运动量/预设标准 量。 5.根据权利要求4所述的特种作业悬臂机械手系统， 其特征在于， 所述计算得到偏差比 例系数的过程还 包括： 定义二维坐标系； 将标准字符图像和提取的字符图像导入所述 二维坐标系； 基于坐标轴识别各个直线笔画的类型； 当直线笔画为X轴向或Y轴向的笔画， 则分别计算X轴向或Y轴向的偏差比例系数； 当直线笔画为斜向， 则计算对应的X轴分量和Y轴分量， 根据X轴分量和Y轴分量分别计 算X轴向或Y轴向的偏差比例系数。 6.根据权利要求5所述的特种作业悬臂机械手系统， 其特征在于， 当直线笔画为多个 时， 计算得到多个偏差比例系数， 将多个偏差比例系数 取均值作为 最终的偏差比例系数。 7.根据权利要求4所述的特种作业悬臂机械手系统， 其特征在于， 所述偏差分析模块还 用于记录所述测距模块 （10） 测量得到的距离检测值， 并根据所述距离检测值更新预设标准 量， 具体包括： 获取同一钢坯识别号在不同距离检测值 时的实时图像， 并分析计算各实时图像对应的 直线笔画像素尺寸； 计算喷码头 （8） 运动至喷码距离时的前置运动补偿系数； 新的预设标准量= （实时的距离检测值 ‑理论喷码距离） *前置运动补偿系数+原预设标 准量； 其中， 前置运动补偿系数满足： 上一个距离检测值 为d1， 且对应的直线笔画像素尺寸记为 L1； 下一个距离检测值 为d2， 且对应的直线笔画像素尺寸记为 L2； 前置运动补偿系数=(L1 ‑L2)/ （d1‑d2） 。 8.根据权利要求3所述的特种作业悬臂机 械手系统， 其特 征在于， 运动补偿量=喷码头运动量* （1 ‑偏差比例系数） ； 喷码头运动控制参数=喷码头运动量+运动补偿量。 9.根据权利要求3所述的特种作业悬臂机械手系统， 其特征在于， 所述补偿模块还用于 计算当前的设备温度与上一次补偿控制时的设备温度的温差； 判断温差是否 达到预设的补偿系数跳转阈值， 如果是， 则执 行偏差分析和控制补偿； 所述补偿模块还用于识别当前的设备温度所属的温度区间； 不同温度区间调用不同的补偿系数跳转阈值。 10.根据权利要求3所述的特种作业悬臂机械手系统， 其特征在于， 所述OCR处理模块采 用图像传输+云台处 理结果接收/获取的方式工作。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115383766 B 3