一种用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法及其对接系统与流程
1.本发明涉及机械手控制技术领域，尤其涉及一种用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法及其对接系统。
背景技术：
2.地埋式垃圾箱具有美观卫生且占地面积小等特点，目前已在一些城市进行推广，然而由于垃圾箱置于地下，需要起降装置将其升起后才可以进行人工清倒或借助清运车清倒，因而相比传统垃圾箱提升了造价成本。
3.中国专利公开号：cn208323364u公开了一种垃圾桶智能机器人，它属于机器人技术领域，包括头部、躯干、手臂、桶体、转向轮、驱动轮、麦克风、wtk690024p语音识别模块、无线数据收发器、超声波传感器、arduinounor3控制器、红外传感器、电机驱动器、电机、光电检测模块、支架、底座、plc控制器、电缸驱动器ⅰ、电缸驱动器ⅱ、电缸ⅰ、滑块ⅰ、电缸ⅱ、滑块ⅱ、套环、铰接轴，通过超声波传感器、语音识别模块对人体语音的识别转换并确定位置和最优路径，通过红外传感器和电机的使用，机器人实现蔽障功能从而到达发出指令位置，便于人们投放垃圾，通过对电缸组合和机械结构的运用，实现了垃圾桶的清倒，由此可见，所述一种垃圾桶智能机器人存在以下问题：1、不能对不同地理位置的多个地埋式垃圾箱进行统一管理。
4.2、不能准确对接垃圾清运车对区域内的地埋式垃圾箱进行清运。
5.3、不能精准控制垃圾清运车的机械手对地埋式垃圾箱进行清倒。
技术实现要素：
6.为此，本发明提供一种用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法及其对接系统，用以克服现有技术中不能对不同地理位置的多个地埋式垃圾箱进行统一管理以及不能精准控制垃圾清运车的机械手对地埋式垃圾箱进行清倒的问题。
7.为实现上述目的，本发明一方面提供一种用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法，包括：s1、中控服务器的指令发送单元向各地埋式垃圾箱发送状态查询指令；s2、各所述地埋式垃圾箱中第一控制模块的第一无线通讯单元接收到所述状态查询指令时，第一控制模块的数据获取单元获取所述地埋式垃圾箱的状态数据，所述第一无线通讯单元将所述地埋式垃圾箱的状态数据发送给所述中控服务器；s3、所述中控服务器的指令接收单元接收各所述地埋式垃圾箱的状态数据，所述中控服务器的数据处理单元根据各所述地埋式垃圾箱的重量和垃圾距所述地埋式垃圾箱的箱盖的距离计算各所述地埋式垃圾箱的清倒参量；s4、所述数据处理单元根据所述清倒参量确定是否将所述地埋式垃圾箱添加至垃圾箱清倒列表，所述指令发送单元在添加所述地埋式垃圾箱完成时将垃圾箱清倒列表下发至机械手中的第二控制模块；
s5、所述第二控制模块的第二无线通讯单元在垃圾清运车行进至所述垃圾箱清倒列表中的各地埋式垃圾箱时向所述第一控制模块发送箱盖开启指令；s6、所述第二控制模块的第二控制执行单元控制机械手对所述地埋式垃圾箱进行清倒。
8.进一步地，在所述s3中，所述数据处理单元根据以下公式计算所述地埋式垃圾箱的清倒参量gi，其中di表示第i个地埋式垃圾箱的重量，da1表示第一预设重量，α表示地埋式垃圾箱的重量的影响权重，li表示第i个地埋式垃圾箱的第一距离，l10表示预设距离，β表示第一距离的影响权重。
9.进一步地，当所述数据处理单元计算所述清倒参量完成时，所述数据处理单元根据所述清倒参量gi与预设清倒参量g0的对比结果确定所述地埋式垃圾箱是否需要清倒，若gi≥g0，所述中控服务器确定第i个地埋式垃圾箱需要清倒并将该地埋式垃圾箱添加至垃圾清倒箱列表；若gi＜g0，所述中控服务器确定第i个地埋式垃圾箱不需要清倒。
10.进一步地，在所述s6中，当所述第二控制执行单元控制机械手对所述地埋式垃圾箱进行清倒时，所述第二控制模块获取视觉传感装置拍摄的开启所述箱盖后的第一图像，所述图像分析单元根据所述第一图像确定所述地埋式垃圾箱的位置，所述第二控制执行单元控制所述机械手移动至对应的所述地埋式垃圾箱的位置进行夹取。
11.进一步地，当所述第二控制执行单元控制所述机械手移动至对应的所述地埋式垃圾箱的位置进行夹取时，所述第二控制执行单元根据需要清倒的所述地埋式垃圾箱的重量di与预设重量的对比结果确定机械手咬合档位，其中所述第二控制执行单元设有第二预设重量da2、第三预设重量da3、第一咬合档位y1、第二咬合档位y2以及第三咬合档位y3，其中da1＜da2＜da3，y1＜y2＜y3，若di＜da2，所述第二控制执行单元确定机械手咬合档位为y1；若da2≤di＜da3，所述第二控制执行单元确定机械手咬合档位为y2；若da3≤di，所述第二控制执行单元确定机械手咬合档位为y3。
12.进一步地，当所述第二控制执行单元确定所述机械手咬合档位完成时，所述图像分析单元获取所述视觉传感装置拍摄的所述地埋式垃圾箱的第二图像，所述图像分析单元根据所述第二图像确定所述地埋式垃圾箱中垃圾的第一面积s1，所述第二控制执行单元通过以下公式计算垃圾箱移动参量f，其中s10表示预设面积，表示地埋式垃圾箱的重量在移动时的影响权重，θ表示第一面积的影响权重。
13.进一步地，当所述第二控制执行单元计算所述垃圾箱移动参量完成时，根据所述垃圾箱移动参量f与预设移动参量的对比结果确定机械手的第一伸缩机构的初始上升速度以及机械手的旋转底盘的初始旋转速度，
其中所述第二控制执行单元设有第一预设移动参量f1、第二预设移动参量f2、第一升降速度v1、第二上升速度v2、第三上升速度v3、第一旋转速度q1、第二旋转速度q2以及第三旋转速度q3，其中f1＜f2，v1＜v2＜v3，q1＜q2＜q3，若f＜f1，所述第二控制执行单元确定所述初始上升速度为v1，所述初始旋转速度为q1；若f1≤f＜f2，所述第二控制执行单元确定所述初始上升速度为v2，所述初始旋转速度为q2；若f2≤f，所述第二控制执行单元确定所述初始上升速度为v3，所述初始旋转速度为q3。
14.进一步地，当所述第二控制执行单元确定所述初始上升速度和初始旋转速度完成时，所述图像分析单元获取所述视觉传感装置拍摄的所述地埋式垃圾箱在上升过程中的第三图像，所述图像分析单元根据所述第三图像确定所述地埋式垃圾箱中垃圾的第二面积s2，所述第二控制执行单元计算所述第二面积s2与所述第一面积s1的第一差值
△
sa，并根据该第一差值与预设差值的对比结果对所述初始上升速度进行调节，其中
△
sa=s2-s1，其中所述第二控制执行单元设有第一预设差值
△
s1、第二预设差值
△
s2、第一上升速度调节系数kv1、第二上升速度调节系数kv2以及第三上升速度调节系数kv3，
△
s1＜
△
s2，0.5＜kv3＜kv2＜kv1＜1，若
△
sa＜
△
s1，所述第二控制执行单元确定采用第一上升速度调节系数kv1对所述初始上升速度进行调节；若
△
s1≤
△
sa＜
△
s2，所述第二控制执行单元确定采用第二上升速度调节系数kv2对所述初始上升速度进行调节；若
△
s2≤
△
sa，所述第二控制执行单元确定采用第三上升速度调节系数kv3对所述初始上升速度进行调节；若所述第二控制执行单元采用第j上升速度调节系数kvj对所述初始上升速度进行调节时，所述第二控制执行单元将调节后的初始上升速度记为v4，v4=ve
×
kvj，其中j=1，2，3，e=1，2，3。
15.进一步地，当所述第二控制执行单元在所述初始上升速度调节完成时，所述图像分析单元获取所述视觉传感装置拍摄的所述地埋式垃圾箱在旋转过程中的第四图像，所述图像分析单元根据所述第四图像确定所述地埋式垃圾箱中垃圾的第三面积s3，所述第二控制执行单元计算所述第三面积s3与所述第二面积s2的第二差值
△
sb，并根据该第二差值与预设差值的对比结果对所述初始旋转速度进行调节，其中
△
sb=s3-s2，其中所述第二控制执行单元设有第一旋转速度调节系数kq1、第二旋转速度调节系数kq2以及第三旋转速度调节系数kq3，0.5＜kq3＜kq2＜kq1＜1，若
△
sb＜
△
s1，所述第二控制执行单元确定采用第一旋转速度调节系数kq1对所述初始旋转速度进行调节；若
△
s1≤
△
sb＜
△
s2，所述第二控制执行单元确定采用第二旋转速度调节系数kq2对所述初始旋转速度进行调节；若
△
s2≤
△
sb，所述第二控制执行单元确定采用第三旋转速度调节系数kq3对所述初始旋转速度进行调节；
若所述第二控制执行单元采用第u旋转速度调节系数kqu对所述初始旋转速度进行调节时，所述第二控制执行单元将调节后的初始旋转速度记为q4，q4=qz
×
kqu，其中u=1，2，3，z=1，2，3。
16.本发明另一方面本发明提供一种应用上述控制方法的对接系统，包括：重力感应装置，其设置在地埋式垃圾箱内部，用以提供地埋式垃圾箱的重量；红外测距装置，其设置在所述地埋式垃圾箱的箱盖上，用以获取所述地埋式垃圾箱内的垃圾距所述箱盖的第一距离；箱盖启闭装置，其设置在所述箱盖的连接轴上，用以控制所述箱盖的启闭；中控服务器，包括用以接收所述地埋式垃圾箱的状态数据的指令接收单元，与所述指令接收单元连接的用以对接收到的指令进行处理的数据处理单元，与所述数据处理单元连接的用以根据数据处理单元的处理结果发送清倒指令的指令发送单元；第一控制模块，其设置在所述地埋式垃圾箱内，包括分别与所述红外测距装置和所述重力感应装置连接的用以获取地埋式垃圾箱的所述重量和所述第一距离的数据获取单元，与所述箱盖启闭装置连接的用以控制所述箱盖完成启闭动作的第一控制执行单元，以及分别与数据获取单元和第一控制执行单元连接的用以与所述中控服务器进行数据交互的第一无线通讯单元；视觉传感装置，其设置在垃圾清运车的所述机械手上，用以拍摄所述地埋式垃圾箱的图像；第二控制模块，其设置在所述垃圾清运车上，包括与所述中控服务器进行数据交互的第二无线通讯单元，与视觉传感装置连接的用以对视觉传感装置拍摄的地埋式垃圾箱的图像进行分析的图像分析单元，以及与图像分析单元连接的用以对机械手进行控制的第二控制执行单元。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明中的中控服务器确定地埋式垃圾箱的清倒参量和垃圾箱清倒列表后通过指令发送单元将垃圾箱清倒列表下发至机械手中的第二控制模块，第二控制模块的第二无线通讯单元在垃圾清运车行进至垃圾箱清倒列表中的各地埋式垃圾箱时向第一控制模块发送箱盖开启指令，第二控制模块的第二控制执行单元控制机械手对地埋式垃圾箱进行清倒，实现了对不同地理位置的地埋式垃圾箱的统一管理，保证了控制机械手对地埋式垃圾箱进行清倒的精准度，提高了对接垃圾清运车对区域内的地埋式垃圾箱清运的工作效率。
18.进一步地，所述数据处理单元计算所述地埋式垃圾箱的清倒参量，提高了获取需要清倒的垃圾箱列表的精度，当所述数据处理单元计算所述清倒参量完成时，所述数据处理单元根据所述清倒参量与预设清倒参量的对比结果确定所述地埋式垃圾箱是否需要清倒，从而保证了对接垃圾清运车对区域内的地埋式垃圾箱进行清运的准确性。
19.进一步地，当所述第二控制模块的第二控制执行单元控制机械手对所述地埋式垃圾箱进行清倒时，所述第二控制模块获取视觉传感装置拍摄的开启所述箱盖后的第一图像，所述图像分析单元根据所述第一图像确定所述地埋式垃圾箱的位置，所述第二控制执行单元控制所述机械手移动至对应的所述地埋式垃圾箱的位置进行夹取，从而提高了控制机械手对地埋式垃圾箱进行夹取清倒的精准性。
20.进一步地，当所述第二控制执行单元控制所述机械手移动至对应的所述地埋式垃
圾箱的位置进行夹取时，根据需要清倒的地埋式垃圾箱的重量与预设重量的对比结果确定机械手咬合档位，保证了机械手进行清倒作业时的稳定性。
21.进一步地，当所述第二控制执行单元确定所述机械手咬合档位完成时，所述图像分析单元获取所述视觉传感装置拍摄的所述地埋式垃圾箱的第二图像，所述图像分析单元根据所述第二图像确定所述地埋式垃圾箱中垃圾的第一面积，所述第二控制执行单元计算垃圾箱移动参量，并根据所述垃圾箱移动参量与预设移动参量的对比结果确定机械手的第一伸缩机构的初始上升速度以及机械手旋转底盘的初始旋转速度，进一步保证了机械手进行清倒作业时的稳定性。
22.进一步地，当所述第二控制执行单元确定所述初始上升速度和初始旋转速度完成时，所述图像分析单元获取所述视觉传感装置拍摄的所述地埋式垃圾箱在上升过程中的第三图像，所述图像分析单元根据所述第三图像确定所述地埋式垃圾箱中垃圾的第二面积，所述第二控制执行单元计算所述第二面积与所述第一面积的第一差值，并根据该第一差值与预设差值的对比结果对所述初始上升速度进行调节，进一步保证了机械手进行清倒作业时的稳定性。
23.进一步地，当所述第二控制执行单元在所述初始上升速度调节完成时，所述图像分析单元获取所述视觉传感装置拍摄的所述地埋式垃圾箱在旋转过程中的第四图像，所述图像分析单元根据所述第四图像确定所述地埋式垃圾箱中垃圾的第三面积，所述第二控制执行单元计算所述第三面积与所述第二面积的第二差值，并根据该第二差值与预设差值的对比结果对所述初始旋转速度进行调节，进一步提高了机械手进行清倒作业时的稳定性，实现了控制机械手对地埋式垃圾箱进行精准清倒，提高了对接垃圾清运车对区域内的地埋式垃圾箱进行清运的工作效率。
附图说明
24.图1为本发明实施例的用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法的流程图；图2为本发明实施例的应用机械手控制方法的对接系统的逻辑框图；图3为本发明实施例的应用机械手控制方法的对接系统的第一控制模块的逻辑框图；图4为本发明实施例的应用机械手控制方法的对接系统的第二控制模块连接关系示意图；图5为本发明实施例的机械手结构示意图；图6为本发明实施例的地埋式垃圾箱结构示意图；各图中，1-机械手、2-机械手旋转机构、3-视觉传感装置、4-第一伸缩机构、5-第一驱动机构、6-第二伸缩机构、7-第二驱动机构、8-第三伸缩机构、9-第三驱动机构、10-机械手旋转底盘、20-重力传感装置、21-地埋式垃圾箱、22-箱盖启闭装置、23-红外测距装置、24-箱盖。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
26.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
27.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。
28.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.请参阅图1所术，图1为本发明实施例的用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法的流程图。
30.本发明实施例的用于地埋式垃圾箱机械手的控制方法，包括：s1、中控服务器的指令发送单元向各地埋式垃圾箱发送状态查询指令；s2、各地埋式垃圾箱中第一控制模块的第一无线通讯单元接收到状态查询指令时，第一控制模块的数据获取单元获取地埋式垃圾箱的状态数据，第一无线通讯单元将地埋式垃圾箱的状态数据发送给中控服务器；s3、中控服务器的指令接收单元接收各地埋式垃圾箱的状态数据，中控服务器的数据处理单元根据各地埋式垃圾箱的重量和垃圾距地埋式垃圾箱的箱盖的距离计算各地埋式垃圾箱的清倒参量；s4、数据处理单元根据清倒参量确定是否将地埋式垃圾箱添加至垃圾箱清倒列表，指令发送单元在添加地埋式垃圾箱完成时将垃圾箱清倒列表下发至机械手中的第二控制模块；s5、第二控制模块的第二无线通讯单元在垃圾清运车行进至垃圾箱清倒列表中的各地埋式垃圾箱时向第一控制模块发送箱盖开启指令；s6、第二控制模块的第二控制执行单元控制机械手对地埋式垃圾箱进行清倒。
31.本发明实施例中，地埋式垃圾箱的状态数据包括地埋式垃圾箱的重量和垃圾距地埋式垃圾箱的箱盖的距离。
32.具体而言，在s3中，数据处理单元根据以下公式计算地埋式垃圾箱的清倒参量gi，其中di表示第i个地埋式垃圾箱的重量，da1表示第一预设重量，α表示地埋式垃圾箱的重量的影响权重，li表示第i个地埋式垃圾箱的第一距离，l10表示预设距离，β表示第一距离的影响权重。
33.具体而言，当数据处理单元计算清倒参量完成时，数据处理单元根据清倒参量gi与预设清倒参量g0的对比结果确定地埋式垃圾箱是否需要清倒，若gi≥g0，中控服务器确定第i个地埋式垃圾箱需要清倒并将该地埋式垃圾箱添加至垃圾箱清倒列表；
若gi＜g0，中控服务器确定第i个地埋式垃圾箱不需要清倒。
34.具体而言，在s6中，当第二控制执行单元控制机械手对地埋式垃圾箱进行清倒时，第二控制模块获取视觉传感装置拍摄的开启箱盖后的第一图像，图像分析单元根据第一图像确定地埋式垃圾箱的位置，第二控制执行单元控制机械手移动至对应的地埋式垃圾箱的位置进行夹取。
35.具体而言，当第二控制执行单元控制机械手移动至对应的地埋式垃圾箱的位置进行夹取时，第二控制执行单元根据需要清倒的地埋式垃圾箱的重量di与预设重量的对比结果确定机械手咬合档位，其中第二控制执行单元设有第二预设重量da2、第三预设重量da3、第一咬合档位y1、第二咬合档位y2以及第三咬合档位y3，其中da1＜da2＜da3，y1＜y2＜y3，若di＜da2，第二控制执行单元确定机械手咬合档位为y1；若da2≤di＜da3，第二控制执行单元确定机械手咬合档位为y2；若da3≤di，第二控制执行单元确定机械手咬合档位为y3。
36.具体而言，当第二控制执行单元确定机械手咬合档位完成时，图像分析单元获取视觉传感装置拍摄的地埋式垃圾箱的第二图像，图像分析单元根据第二图像确定地埋式垃圾箱中垃圾的第一面积s1，第二控制执行单元通过以下公式计算垃圾箱移动参量f，其中s10表示预设面积，表示地埋式垃圾箱的重量在移动时的影响权重，θ表示第一面积的影响权重。
37.具体而言，当第二控制执行单元计算垃圾箱移动参量完成时，根据垃圾箱移动参量f与预设移动参量的对比结果确定机械手的第一伸缩机构的初始上升速度以及机械手的旋转底盘的初始旋转速度，其中第二控制执行单元设有第一预设移动参量f1、第二预设移动参量f2、第一升降速度v1、第二上升速度v2、第三上升速度v3、第一旋转速度q1、第二旋转速度q2以及第三旋转速度q3，其中f1＜f2，v1＜v2＜v3，q1＜q2＜q3，若f＜f1，第二控制执行单元确定初始上升速度为v1，初始旋转速度为q1；若f1≤f＜f2，第二控制执行单元确定初始上升速度为v2，初始旋转速度为q2；若f2≤f，第二控制执行单元确定初始上升速度为v3，初始旋转速度为q3。
38.具体而言，当第二控制执行单元确定初始上升速度和初始旋转速度完成时，图像分析单元获取视觉传感装置拍摄的地埋式垃圾箱在上升过程中的第三图像，图像分析单元根据第三图像确定地埋式垃圾箱中垃圾的第二面积s2，第二控制执行单元计算第二面积s2与第一面积s1的第一差值
△
sa，并根据该第一差值与预设差值的对比结果对初始上升速度进行调节，其中
△
sa=s2-s1，其中第二控制执行单元设有第一预设差值
△
s1、第二预设差值
△
s2、第一上升速度调节系数kv1、第二上升速度调节系数kv2以及第三上升速度调节系数kv3，
△
s1＜
△
s2，0.5＜kv3＜kv2＜kv1＜1，若
△
sa＜
△
s1，第二控制执行单元确定采用第一上升速度调节系数kv1对初始上升速度进行调节；
若
△
s1≤
△
sa＜
△
s2，第二控制执行单元确定采用第二上升速度调节系数kv2对初始上升速度进行调节；若
△
s2≤
△
sa，第二控制执行单元确定采用第三上升速度调节系数kv3对初始上升速度进行调节；若第二控制执行单元采用第j上升速度调节系数kvj对初始上升速度进行调节时，第二控制执行单元将调节后的初始上升速度记为v4，v4=ve
×
kvj，其中j=1，2，3，e=1，2，3。
39.本发明实施例中，若第二面积s2小于第一面积s1，则不对初始上升速度进行调节。
40.具体而言，当第二控制执行单元在初始上升速度调节完成时，图像分析单元获取视觉传感装置拍摄的地埋式垃圾箱在旋转过程中的第四图像，图像分析单元根据第四图像确定地埋式垃圾箱中垃圾的第三面积s3，第二控制执行单元计算第三面积s3与第二面积s2的第二差值
△
sb，并根据该第二差值与预设差值的对比结果对初始旋转速度进行调节，其中
△
sb=s3-s2，其中第二控制执行单元设有第一旋转速度调节系数kq1、第二旋转速度调节系数kq2以及第三旋转速度调节系数kq3，0.5＜kq3＜kq2＜kq1＜1，若
△
sb＜
△
s1，第二控制执行单元确定采用第一旋转速度调节系数kq1对初始旋转速度进行调节；若
△
s1≤
△
sb＜
△
s2，第二控制执行单元确定采用第二旋转速度调节系数kq2对初始旋转速度进行调节；若
△
s2≤
△
sb，第二控制执行单元确定采用第三旋转速度调节系数kq3对初始旋转速度进行调节；若第二控制执行单元采用第u旋转速度调节系数kqu对初始旋转速度进行调节时，第二控制执行单元将调节后的初始旋转速度记为q4，q4=qz
×
kqu，其中u=1，2，3，z=1，2，3。
41.本发明实施例中，若第三面积s3小于第二面积s2，则不对初始旋转速度进行调节。
42.请参阅图2-图4所示，图2为本发明实施例的应用机械手控制方法的对接系统的逻辑框图；图3为本发明实施例的应用机械手控制方法的对接系统的第一控制模块的逻辑框图；图4为本发明实施例的应用机械手控制方法的对接系统的第二控制模块连接关系示意图。
43.本发明实施例的应用机械手控制方法的对接系统，包括：重力感应装置，其设置在地埋式垃圾箱内部，用以提供地埋式垃圾箱的重量；红外测距装置，其设置在地埋式垃圾箱的箱盖上，用以获取地埋式垃圾箱内的垃圾距箱盖的第一距离；箱盖启闭装置，其设置在箱盖的连接轴上，用以控制箱盖的启闭；中控服务器，包括用以接收地埋式垃圾箱的状态数据的指令接收单元，与指令接收单元连接的用以对接收到的指令进行处理的数据处理单元，与数据处理单元连接的用以根据数据处理单元的处理结果发送清倒指令的指令发送单元；第一控制模块，其设置在地埋式垃圾箱内，包括分别与红外测距装置和重力感应装置连接的用以获取地埋式垃圾箱的重量和第一距离的数据获取单元，与箱盖启闭装置连接的用以控制箱盖完成启闭动作的第一控制执行单元，以及分别与数据获取单元和第一控制执行单元连接的用以与中控服务器进行数据交互的第一无线通讯单元；
视觉传感装置，其设置在垃圾清运车的机械手上，用以拍摄地埋式垃圾箱的图像；第二控制模块，其设置在垃圾清运车上，包括与中控服务器进行数据交互的第二无线通讯单元，与视觉传感装置连接的用以对视觉传感装置拍摄的地埋式垃圾箱的图像进行分析的图像分析单元，以及与图像分析单元连接的用以对机械手进行控制的第二控制执行单元。
44.请参阅图5所示，图5为本发明实施例的机械手结构示意图。
45.本发明实施例提供的机械手1包括机械手旋转底盘10，其顶面连接有第三驱动机构9，第三驱动机构9的一端驱动连接有第三伸缩机构8，第三伸缩机构8远离第三驱动机构9的一端安装有第二驱动机构7，第二驱动机构7驱动连接有第二伸缩机构6，第二伸缩机构6远离第二驱动机构7的一端安装连接有第一驱动机构5，第一驱动机构5驱动连接有第一伸缩机构4，第一伸缩机构4远离第一驱动机构5的一端外侧壁安装有视觉传感装置3，第一伸缩机构4远离第一驱动机构5的端面中心位置安装有机械手旋转机构2，机械手旋转机构2驱动连接有机械手1。
46.具体而言，各伸缩机构可选为液压伸缩臂，各驱动机构可选为多行程电机。
47.具体而言，各伸缩机构以及各驱动机构分别与第二控制模块的第二控制执行单元连接，由第二控制模块控制管理。
48.具体而言，视觉传感装置3可选为工业相机，其与第二控制模块的图像分析单元连接，图像分析单元通过视觉传感装置获取的地埋式垃圾箱的图像获取垃圾箱抓取位置，第二控制执行单元根据垃圾箱抓取位置控制机械手完成垃圾箱清倒作业。
49.具体而言，机械手可配合垃圾清运车使用，但不只限定于此方案。
50.请参阅图6所示，图6为本发明实施例的地埋式垃圾箱结构示意图。
51.本发明实施例提供的地埋式垃圾箱，包括地埋式垃圾箱21，地埋式垃圾箱21的底部安装有重力传感装置20，地埋式垃圾箱21的顶部安装有箱盖启闭装置22，箱盖启闭装置22上驱动安装有地埋式垃圾箱的箱盖24，箱盖24内端面安装有红外测距装置23。
52.具体而言，重力传感装置20可选为重力传感器，箱盖启闭装置22可选为多行程电机。
53.具体而言，重力感应装置20、箱盖启闭装置22以及红外测距装置23分别与第一控制模块的数据获取单元连接。
54.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
55.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、中控服务器的指令发送单元向各地埋式垃圾箱发送状态查询指令；s2、各所述地埋式垃圾箱中第一控制模块的第一无线通讯单元接收到所述状态查询指令时，第一控制模块的数据获取单元获取所述地埋式垃圾箱的状态数据，所述第一无线通讯单元将所述地埋式垃圾箱的状态数据发送给所述中控服务器；s3、所述中控服务器的指令接收单元接收各所述地埋式垃圾箱的状态数据，所述中控服务器的数据处理单元根据各所述地埋式垃圾箱的重量和垃圾距所述地埋式垃圾箱的箱盖的距离计算各所述地埋式垃圾箱的清倒参量；s4、所述数据处理单元根据所述清倒参量确定是否将所述地埋式垃圾箱添加至垃圾箱清倒列表，所述指令发送单元在添加所述地埋式垃圾箱完成时将垃圾箱清倒列表下发至机械手中的第二控制模块；s5、所述第二控制模块的第二无线通讯单元在垃圾清运车行进至所述垃圾箱清倒列表中的各地埋式垃圾箱时向所述第一控制模块发送箱盖开启指令；s6、所述第二控制模块的第二控制执行单元控制机械手对所述地埋式垃圾箱进行清倒。2.根据权利要求1所述的用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法，其特征在于，在所述s3中，所述数据处理单元根据以下公式计算所述地埋式垃圾箱的清倒参量gi，其中di表示第i个地埋式垃圾箱的重量，da1表示第一预设重量，α表示地埋式垃圾箱的重量的影响权重，li表示第i个地埋式垃圾箱的第一距离，l10表示预设距离，β表示第一距离的影响权重。3.根据权利要求2所述的用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法，其特征在于，当所述数据处理单元计算所述清倒参量完成时，所述数据处理单元根据所述清倒参量gi与预设清倒参量g0的对比结果确定所述地埋式垃圾箱是否需要清倒，若gi≥g0，所述中控服务器确定第i个地埋式垃圾箱需要清倒并将该地埋式垃圾箱添加至所述垃圾箱清倒列表；若gi＜g0，所述中控服务器确定第i个地埋式垃圾箱不需要清倒。4.根据权利要求3所述的用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法，其特征在于，在所述s6中，当所述第二控制执行单元控制机械手对所述地埋式垃圾箱进行清倒时，所述第二控制模块获取视觉传感装置拍摄的开启所述箱盖后的第一图像，所述图像分析单元根据所述第一图像确定所述地埋式垃圾箱的位置，所述第二控制执行单元控制所述机械手移动至对应的所述地埋式垃圾箱的位置进行夹取。5.根据权利要求4所述的用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法，其特征在于，当所述第二控制执行单元控制所述机械手移动至对应的所述地埋式垃圾箱的位置进行夹取时，所述第二控制执行单元根据需要清倒的所述地埋式垃圾箱的重量di与预设重量的对比结果确定机械手咬合档位，其中所述第二控制执行单元设有第二预设重量da2、第三预设重量da3、第一咬合档位y1、第二咬合档位y2以及第三咬合档位y3，其中da1＜da2＜da3，y1＜y2＜y3，
若di＜da2，所述第二控制执行单元确定机械手咬合档位为y1；若da2≤di＜da3，所述第二控制执行单元确定机械手咬合档位为y2；若da3≤di，所述第二控制执行单元确定机械手咬合档位为y3。6.根据权利要求5所述的用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法，其特征在于，当所述第二控制执行单元确定所述机械手咬合档位完成时，所述图像分析单元获取所述视觉传感装置拍摄的所述地埋式垃圾箱的第二图像，所述图像分析单元根据所述第二图像确定所述地埋式垃圾箱中垃圾的第一面积s1，所述第二控制执行单元通过以下公式计算垃圾箱移动参量f，其中s10表示预设面积，表示地埋式垃圾箱的重量在移动时的影响权重，θ表示第一面积的影响权重。7.根据权利要求6所述的用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法，其特征在于，当所述第二控制执行单元计算所述垃圾箱移动参量完成时，根据所述垃圾箱移动参量f与预设移动参量的对比结果确定机械手的第一伸缩机构的初始上升速度以及机械手的旋转底盘的初始旋转速度，其中所述第二控制执行单元设有第一预设移动参量f1、第二预设移动参量f2、第一升降速度v1、第二上升速度v2、第三上升速度v3、第一旋转速度q1、第二旋转速度q2以及第三旋转速度q3，其中f1＜f2，v1＜v2＜v3，q1＜q2＜q3，若f＜f1，所述第二控制执行单元确定所述初始上升速度为v1，所述初始旋转速度为q1；若f1≤f＜f2，所述第二控制执行单元确定所述初始上升速度为v2，所述初始旋转速度为q2；若f2≤f，所述第二控制执行单元确定所述初始上升速度为v3，所述初始旋转速度为q3。8.根据权利要求7所述的用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法，其特征在于，当所述第二控制执行单元确定所述初始上升速度和初始旋转速度完成时，所述图像分析单元获取所述视觉传感装置拍摄的所述地埋式垃圾箱在上升过程中的第三图像，所述图像分析单元根据所述第三图像确定所述地埋式垃圾箱中垃圾的第二面积s2，所述第二控制执行单元计算所述第二面积s2与所述第一面积s1的第一差值
△
sa，并根据该第一差值与预设差值的对比结果对所述初始上升速度进行调节，其中
△
sa=s2-s1，其中所述第二控制执行单元设有第一预设差值
△
s1、第二预设差值
△
s2、第一上升速度调节系数kv1、第二上升速度调节系数kv2以及第三上升速度调节系数kv3，
△
s1＜
△
s2，0.5＜kv3＜kv2＜kv1＜1，若
△
sa＜
△
s1，所述第二控制执行单元确定采用第一上升速度调节系数kv1对所述初始上升速度进行调节；若
△
s1≤
△
sa＜
△
s2，所述第二控制执行单元确定采用第二上升速度调节系数kv2对所述初始上升速度进行调节；若
△
s2≤
△
sa，所述第二控制执行单元确定采用第三上升速度调节系数kv3对所述初
始上升速度进行调节；若所述第二控制执行单元采用第j上升速度调节系数kvj对所述初始上升速度进行调节时，所述第二控制执行单元将调节后的初始上升速度记为v4，v4=ve
×
kvj，其中j=1，2，3，e=1，2，3。9.根据权利要求8所述的用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法，其特征在于，当所述第二控制执行单元在所述初始上升速度调节完成时，所述图像分析单元获取所述视觉传感装置拍摄的所述地埋式垃圾箱在旋转过程中的第四图像，所述图像分析单元根据所述第四图像确定所述地埋式垃圾箱中垃圾的第三面积s3，所述第二控制执行单元计算所述第三面积s3与所述第二面积s2的第二差值
△
sb，并根据该第二差值与预设差值的对比结果对所述初始旋转速度进行调节，其中
△
sb=s3-s2，其中所述第二控制执行单元设有第一旋转速度调节系数kq1、第二旋转速度调节系数kq2以及第三旋转速度调节系数kq3，0.5＜kq3＜kq2＜kq1＜1，若
△
sb＜
△
s1，所述第二控制执行单元确定采用第一旋转速度调节系数kq1对所述初始旋转速度进行调节；若
△
s1≤
△
sb＜
△
s2，所述第二控制执行单元确定采用第二旋转速度调节系数kq2对所述初始旋转速度进行调节；若
△
s2≤
△
sb，所述第二控制执行单元确定采用第三旋转速度调节系数kq3对所述初始旋转速度进行调节；若所述第二控制执行单元采用第u旋转速度调节系数kqu对所述初始旋转速度进行调节时，所述第二控制执行单元将调节后的初始旋转速度记为q4，q4=qz
×
kqu，其中u=1，2，3，z=1，2，3。10.一种应用权利要求1-9所述方法的对接系统，其特征在于，包括：重力感应装置，其设置在地埋式垃圾箱内部，用以提供地埋式垃圾箱的重量；红外测距装置，其设置在所述地埋式垃圾箱的箱盖上，用以获取所述地埋式垃圾箱内的垃圾距所述箱盖的第一距离；箱盖启闭装置，其设置在所述箱盖的连接轴上，用以控制所述箱盖的启闭；中控服务器，包括用以接收所述地埋式垃圾箱的状态数据的指令接收单元，与所述指令接收单元连接的用以对接收到的指令进行处理的数据处理单元，与所述数据处理单元连接的用以根据数据处理单元的处理结果发送清倒指令的指令发送单元；第一控制模块，其设置在所述地埋式垃圾箱内，包括分别与所述红外测距装置和所述重力感应装置连接的用以获取地埋式垃圾箱的所述重量和所述第一距离的数据获取单元，与所述箱盖启闭装置连接的用以控制所述箱盖完成启闭动作的第一控制执行单元，以及分别与数据获取单元和第一控制执行单元连接的用以与所述中控服务器进行数据交互的第一无线通讯单元；视觉传感装置，其设置在垃圾清运车的机械手上，用以拍摄所述地埋式垃圾箱的图像；第二控制模块，其设置在所述垃圾清运车上，包括与所述中控服务器进行数据交互的第二无线通讯单元，与视觉传感装置连接的用以对视觉传感装置拍摄的地埋式垃圾箱的图像进行分析的图像分析单元，以及与图像分析单元连接的用以对机械手进行控制的第二控制执行单元。
技术总结
本发明涉及机械手控制技术领域，尤其涉及一种用于地埋式垃圾箱的机械手控制方法及其对接系统，包括中控服务器确定地埋式垃圾箱的清倒参量和垃圾箱清倒列表后通过指令发送单元将垃圾箱清倒列表下发至机械手中的第二控制模块，第二控制模块的第二无线通讯单元在垃圾清运车行进至垃圾箱清倒列表中的各地埋式垃圾箱时向第一控制模块发送箱盖开启指令，第二控制模块的第二控制执行单元控制机械手对地埋式垃圾箱进行清倒，实现了对不同地理位置的地埋式垃圾箱的统一管理，保证了控制机械手对地埋式垃圾箱进行清倒的精准度，提高了对接垃圾清运车对区域内的地埋式垃圾箱清运的工作效率。作效率。作效率。
