一种人工智能生产平台及综合能力训练实训系统的制作方法

本发明属于智能制造技术领域，具体涉及一种人工智能生产平台及综合能力训练实训系统。

背景技术：

随着我国制造业转型升级的需求不断增长，和工业机器人技术的不断发展，在传统制造业中作业方式单一、重复等简单工序上，工业机器人已得到广泛应用。这类工业机器人仍然属于“第一代”示教再现型机器人，其不足之处是缺乏智能性，通常在固定的防护围栏中作业，可以部分或全部地代替人工完成单一重复性的作业任务，主要应用于周围环境状态已知、变化小的结构化工作场景中，如标准化的流水线生产、组装和机械式重复劳动等作业场景。然而，在汽车零部件、3c电子、陶瓷卫浴、五金压铸行业，还存在大量作业工件与环境都是高度非结构化的作业场景，如喷涂、抛光、打磨、装配等自动化程度低、作业环境恶劣的工序，仍以人工结合专用设备进行作业为主，生产效率的提升受到限制。

综上所述，现有的人工结合专用设备的生产模式，一方面严重影响作业人员的身体健康，另一方面其生产效率和产品质量无法满足巨大的市场需求。因此，为了解决巨大的市场需求与生产效率低下的矛盾、作业人员身体健康问题以及其作业技能无法适应高端装备的矛盾。

技术实现要素：

本发明提供了一种人工智能生产平台及综合能力训练实训系统，其目的是解决现有机器人应用存在的影响作业人员的身体健康、生产效率和产品质量无法满足巨大市场需求的问题，提升机器人的智能属性，从而加快制造业转型升级。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种人工智能生产平台及综合能力训练实训系统，所述的设备主要由分拣及装配工作站、智能机器人、移动操作臂、物料台a、物料台b、立体仓库、5g客户前置设备、防护围栏、智能视觉系统、主控系统、展示屏等组成。

所述分拣及装配工作站，包含工作基台、工业机器人、快换夹具模块、3d智能相机、3d智能相机支架、分拣工位物料盒、装配辅助专机、放置台、二次定位装置、控制器、触摸显示屏等。以工业机器人、3d智能相机、快换夹具模块、装配辅助专机为核心，基于深度学习等人工智能技术，用于完成散乱物料的无序分拣、定位、装配等任务。

所述智能机器人，包含智能移动底盘、主体躯干、双柔性机械臂、仿人型头部等，基于智能物体识别、智能语音识别、智能导航技术，用于完成装有工件a和工件b(螺钉和螺母)的物料盒的运输，将装有工件a和工件b的物料盒从物料台b搬运至分拣及装配工作站，并将工件a和工件b随机倾倒进分拣工位物料盒，以及将物料盒从分拣及装配工作站搬运至物料台b；

所述移动操作臂，包含移动机器人、协作机器人、抓取夹具、2d智能相机、移动机器人充电桩等，基于智能物体识别、智能导航技术，用于完成工件c(箱体)的运输，将半成品的工件c从物料台a搬运至分拣及装配工作站，以及将工件a、工件b和工件c装配后的成品的工件d从分拣及装配工作站至立体仓库。

所述物料台a，包含物料台主体a、半成品的工件c等，用于存储半成品的工件c。

所述物料台b，包含物料台主体、物料盒b、不同型号的工件a和工件b等，用于存储不同型号工件a和工件b。

所述立体仓库，包含仓库主体、仓位、信号指示灯等，用于存储工件c以及工件a、工件b与工件c装配后的成品的工件d。

所述5g客户前置设备，用于所述智能机器人通过5g通信技术连接云端智慧大脑。

所述防护围栏，用于保护操作人员与技术平台内的设备，防护围栏入口处安装感应传感器，当防护门被打开，设备进入预警状态，根据各单元设备的感知情况，降低运行速度或停止运行。

所述智能视觉系统，包含电脑桌、计算机、智能视觉编程系统等，用于对智能相机进行编程，完成识别、位姿估计等任务。

所述主控系统，包含电脑桌、计算机、控制系统编程模块等，用于编写控制机器人人工智能技术应用平台各单元协同作业的主控程序。

所述展示屏，包含展示屏幕、支架等，用于展示仿真系统、智能视觉编程系统、移动机器人的建图及导航系统等。

所述作业流程，展示了实际工业场景中工业机器人、智能机器人、移动操作臂、外部设备等应用人工智能技术，协同作业完成工件的分拣、定位、装配等智能化作业流程。

进一步，所述的分拣及装配工作站包括：工作基台、工业机器人、快换夹具模块、3d智能相机、3d智能相机支架、分拣工位物料盒、装配辅助专机、放置台、二次定位装置、控制器、触摸显示屏：

所述工业机器人安装于所述工作基台上，所述快换夹具模块中的夹具主盘安装于所述工业机器人末端。

所述快换夹具模块安装于所述工作基台上，位于所述工业机器人的侧方工作范围内。所述快换夹具模块包含固定底板、快换支架、检测传感器、工件a和工件b的分拣工具、工件a和工件b的装配工具、工件c和工件d的抓取工具等。工件a和工件b的分拣工具、工件a和工件b的装配工具、工件c和工件d的抓取工具放置在带有定位和检测功能的快换支架上。

工件a和工件b的分拣工具，包含快换夹具副盘、夹持气缸、仿形夹头等，可以自适应夹取不同型号的工件a和工件b。

工件a和工件b的装配工具，包含快换夹具副盘、专用装配机构等，用于抓取工件a和工件b并装配至工件c中。

工件c和工件d的抓取工具，包含快换夹具副盘、夹持气缸、夹头等，用于夹取半成品的c以及成品的工件d。

所述工业机器人的末端夹具切换为工件b的分拣工具，从位于所述分拣工位物料盒中将精准分拣工件b、精准放置至二次定位装置。所述工业机器人的末端夹具切换为工件b的装配工具，抓取位于所述二次定位装置上的工件b，并放置至半成品的工件c上，半成品的工件c上设计了能使工件b垂直稳定放置的结构。所述工业机器人的末端夹具切换为抓取工具，抓取已完成放置的工件b并放置于所述装配辅助专机工作台，在装配辅助专机上将工件b紧固至工件c中，之后将已完成紧固的半成品的工件c搬运至所述放置台上。进一步，工业机器人的末端夹具切换为工件a的分拣工具，从位于所述分拣工位物料盒中将精准分拣工件a、精准放置至二次定位装置。所述工业机器人的末端夹具切换为工件a的装配工具，抓取已装配有工件b的工件c并借助于装配工具将工件a紧固至工件c中，并最终与工件b锁紧，获得成品的工件d，抓取工具将成品的工件d搬运至所述放置台上。

所述3d智能相机安装于所述3d智能相机支架上，所述3d智能相机支架安装于所述工作基台上，位于所述工业机器人的侧方。

所述分拣工位物料盒位于所述工作基台上，在所述3d智能相机视野范围内。所述3d智能相机基于人工智能算法识别出不同型号工件a和工件b的位姿信息，并发送至所述主控系统，并由主控系统发送至所述工业机器人控制器，所述工业机器人的末端夹具切换为工件a和工件b的分拣工具，从位于所述分拣工位物料盒中将分拣工件a和工件b、装配至二次定位装置。所述工业机器人的末端夹具切换为工件a和工件b的装配工具，抓取位于所述二次定位装置上的工件a和工件b，并装配至半成品的工件c上。

所述装配辅助专机安装于所述工作基台上，位于所述工业机器人的前方工作范围内。所述工业机器人的末端夹具切换为工件c和工件d的抓取工具，抓取工件c并放置于所述装配辅助专机工作台，在装配辅助专机上将工件b紧固至工件c中，将已完成紧固的半成品的工件c搬运至所述放置台上。

所述放置台安装于所述工作基台上，位于所述工业机器人工作范围内，由固定底板、固定支架、台面组成，台面上有与所述工件a外形尺寸配合的定位块，用于放置并精确定位工件c。

所述二次定位装置安装于所述工作基台上，位于所述工业机器人工作范围内，由固定底板、固定支架、二次定位面板组成，二次定位面板上有与所述多种型号工件a和工件b配合的定位孔，用于放置并精确定位工件a和工件b。

所述控制器安装于工作基台内部，与所述主控系统配合，控制机器人人工智能技术应用平台各单元协同作业。

所述触摸显示屏安装于工作基台上，由固定支架、触摸屏等组成，与所述控制器、主控系统配合使用，以可视化的人机交互方式控制各个单元的设备运行，并显示设备运行的状态信息。

进一步，所述的智能机器人包含智能移动底盘、主体躯干、双柔性机械臂、仿人型头部等。

所述智能移动底盘的圆周方向安装有6个超声波传感器和1个激光雷达，用于感知障碍物。所述智能移动底盘由3个全向轮驱动，每个全向轮外壳上，安装有2个碰撞检测传感器，当外壳与其他物体发生碰撞时触发，机器人可停止前进，避免机器人继续挤压碰撞物体。在底盘3个轮子外侧，各有一个悬崖检测传感器，当轮子外有深坑出现时，触发警报，机器人可停止前进，避免机器人跌倒。所述智能移动底盘根据任务要求，建立作业场景地图，并驱动、引导智能机器人在所述机器人人工智能技术应用平台场地范围内安全运动。

所述主体躯干包含具有3个自由度的腰部和具有1个自由度的膝部，所述腰部安装有用于避障的深度相机和用于采集场景信息的2d相机，以及用于采集语音信息的麦克风阵列，基于深度学习的智能语音识别技术，实现与人协作的智能语音交互任务。

所述双柔性机械臂由两个7自由度柔性机械臂、两个5自由度柔性手组成，柔性手安装于柔性机械臂末端，机械臂的每个关节采用柔性执行器驱动，内部集成了无刷伺服电机、驱动器、减速器、编码器等元器件。与所述立体相机配合，柔性机械臂抓取并搬运所述工件a和工件b的物料盒。

所述仿人型头部，由头部结构主体、3个自由度颈关节、立体相机、人脸识别相机、5g通信模块组成。所述立体相机采集作业场景信息，利用所述5g通信模块将作业场景信息传输至云端智能大脑，云端智能大脑基于人工智能算法识别并定位所述工件a和工件b的物料盒，并将位姿信息通过所述5g通信模块发送至所述智能机器人，所述智能机器人驱动所述柔性机械臂抓取并搬运所述工件a和工件b的物料盒，将装有工件a和工件b的物料盒从物料台b搬运至分拣及装配工作站，以及将工件a和工件b的物料盒从分拣及装配工作站搬运至物料台b。

进一步，所述的移动操作臂包含移动机器人、协作机器人、抓取夹具、2d智能相机等。

所述移动机器人包含移动平台、激光雷达、超声波传感器、负载平台等，具有全向移动功能、建立环境地图以及自主导航功能。

所述协作机器人安装于所述移动机器人的负载平台上，具备碰撞检测、拖动示教、人机安全交互等功能。

所述抓取工具安装于协作机器人末端，由电动手爪、工件a仿形夹头等组成，用于抓取工件c。

所述2d智能相机安装于协作机器人末端，用于精确识别所述工件c和所述放置台上的定位块位置，实现高精度的抓取作业。所述移动机器人自主导航运动至所述物料台a的作业位置，所述协作机器人将所述2d智能相机放置于半成品的工件c上方，所述2d智能相机识别出半成品的工件c的精确位姿，智能引导所述协作机器人利用所述抓取工具抓取半成品的工件c，所述移动操作臂保持抓取半成品的工件c并自主导航移动至所述分拣及装配工作站作业位置，所述协作机器人将所述2d智能相机放置于所述放置台上方，所述2d智能相机识别出所述放置台上的定位块，智能引导所述协作机器人将半成品的工件c放置于所述放置台定位块上。等待半成品的工件c完成装配、紧固，所述协作机器人将所述2d智能相机放置于所述工件c和工件d上方，所述2d智能相机识别出成品的工件d的精确位姿，智能引导所述协作机器人利用所述抓取工具抓取成品的工件d，所述移动操作臂保持抓取成品的工件d并自主导航移动至所述立体仓库的作业位置，所述协作机器人将所述2d智能相机放置于所述立体仓库仓位上方，所述2d智能相机识别出所述立体仓库仓位上的定位块，智能引导所述协作机器人将成品的工件d放置于所述立体仓库仓位定位块上。

所述移动机器人充电桩，作用是为所述移动机器人充电，当所述移动机器人电量过低，基于智能导航技术，所述移动机器人与所述充电桩自动对接，执行充电任务。

进一步，所述物料台a，包含物料台主体a、半成品的工件c等，用于存储半成品的工件c。

所述物料台主体a由主体支架、台面组成，用于放置半成品的工件c；

所述半成品的工件c结构稳固，可以承受装配辅助专机的冲压作用力。

进一步，所述物料台b，包含物料台主体b、物料盒b、不同型号的工件a和工件b等，用于存储不同型号工件a和工件b。

所述物料台主体b也由主体支架、台面组成，用于放置物料盒b；

所述物料盒b，用于存在不同型号的工件a和工件b，多个工件a和工件b散乱放置于所述物料盒中。

进一步，所述立体仓库，包含仓库主体、仓位、信号指示灯等。

所述仓位，含有与工件a和工件b与工件c装配后的成品的工件d尺寸配合的定位块，保证工件d的放置位置精确。

所述信号指示灯，安装于所述仓库主体上，可以显示当前所述仓位的存储状态。

进一步，所述智能视觉系统，包含电脑桌、计算机、智能视觉编程系统等。用于对智能相机进行编程，完成识别、位姿估计等任务。所述智能视觉编程系统采用模块化设计，将传统的代码编程，简化为图形化编程，并可以获得工业机器人的上层控制权限，从而采用图形化的方式编程控制机器人运动。

进一步，所述主控系统，包含电脑桌、计算机、控制系统编程模块等，用于编写控制机器人人工智能技术应用平台各单元协同作业的主控程序。

进一步，所述展示屏，包含展示屏幕、支架等，用于可视化展示仿真系统、智能视觉编程系统、移动机器人的建图及导航系统等，提高机器人人工智能技术应用平台的科普性、展示性。

进一步，所述作业流程依托人工智能技术、智能机器人技术、5g网络技术、多传感器融合技术、自主控制技术，自主决策技术以及自主规划等技术，以工业机器人、智能机器人、移动操作臂等为载体，基于机器人在智能制造行业应用的真实场景业务需求，设备平台应用人工智能平台以及人工智能工具，对智能机器人的图像、视频等感知数据进行处理、分析、标注，构建数据集，并应用人工智能预训练模型进行训练、评估和部署，以及应用自主决策和规划工具智能化控制机器人完成作业任务。

本发明的优点在于：

(1)本发明以人工智能技术为基础，以工业机器人、智能机器人、移动操作臂等多种类型机器人为载体，多种智能机器人协作，进行人工智能技术赋能。围绕机器人在智能制造行业应用的真实场景业务需求，结合智能感知技术、人工智能技术以及5g通信技术，搭建机器人人工智能技术应用平台，展示机器人人工智能技术赋能智能制造等复杂场景的能力。

(2)为人工智能核心能力培养，本发明可以作为实训和竞赛平台，训练、考查操作人员应用人工智能平台以及人工智能工具，对智能机器人的图像、视频等感知数据进行处理、分析、标注，构建数据集，并应用人工智能预训练模型进行训练、评估和部署，以及应用自主决策和规划工具智能化机器人的能力。

(3)本发明能够考查操作人员对场景综合应用编程的能力，有效地培养高素质新型复合型技术技能型人才。

附图说明

图1为本发明的工作流程。

图2为本发明的机器人人工智能技术应用平台示意图。

图3为分拣及装配工作站示意图。

图4为移动操作臂示意图。

图5为物料台a示意图。

图6为物料台b示意图。

图7为立体仓库示意图。

图8为快换夹具模块示意图。

图9为工件b的分拣工具示意图。

图10为工件b的装配工具示意图。

图11为工件c和d的抓取工具示意图。

图12为二次定位装置示意图。

其中，1-分拣及装配工作站，101-工作基台，102工业机器人，103-快换夹具模块，1031-固定底板，1032-快换支架，1033-检测传感器，1034-分拣工具，10341-快换夹具副盘，10342-夹具支架定位板，10343-夹持气缸，10344-仿形夹头，1035-装配工具，10353-专用装配机构，1036-抓取工具，104-3d智能相机，105-3d智能相机支架，106-分拣工位物料盒，107-装配辅助专机，108-放置台，109-二次定位装置，1091-固定基板，1092-固定支架，1093-二次定位面板，1010-控制器，1011-触摸显示屏；

2-智能机器人；

3-移动操作臂，301-移动机器人，302-协作机器人，303-2d智能相机，304-抓取夹具，305-移动机器人充电桩；

4-物料台a，401-物料台主体a；

5-物料台b，501-物料台主体b，502-物料盒b；

6-立体仓库，601-仓库主体，602-仓位，603-信号指示灯；

7-5g客户前置设备；

8-防护围栏；

9-智能视觉系统；

10-主控系统；

11-展示屏。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图12所示，一种人工智能生产平台及综合能力训练实训系统，所述的设备主要由分拣及装配工作站1、智能机器人2、移动操作臂3、物料台a4、物料台b5、立体仓库6、5g客户前置设备7、防护围栏8、智能视觉系统9、主控系统10、展示屏11等组成。

所述分拣及装配工作站1，包含工作基台101、工业机器人102、快换夹具模块103、3d智能相机104、3d智能相机支架105、分拣工位物料盒106、装配辅助专机107、放置台108、二次定位装置109、控制器1010、触摸显示屏1011等。以工业机器人102、3d智能相机104、快换夹具模块103、装配辅助专机107为核心，基于深度学习等人工智能技术，用于完成散乱物料的无序分拣、定位、装配等任务。

所述智能机器人2，包含智能移动底盘、主体躯干、双柔性机械臂、仿人型头部等，基于智能物体识别、智能语音识别、智能导航技术，用于完成装有工件a和工件b的物料盒的运输，将装有工件b的物料盒b502从物料台b5搬运至分拣及装配工作站1，并将工件b随机倾倒进分拣工位物料盒106，以及将物料盒从分拣及装配工作站1搬运至物料台b5；

所述移动操作臂3，包含移动机器人301、协作机器人302、抓取夹具304、2d智能相机303、移动机器人301充电桩等，基于智能物体识别、智能导航技术，用于完成工件c的运输，将半成品的工件c从物料台a4搬运至分拣及装配工作站1，以及将成品的工件d从分拣及装配工作站1至立体仓库6。

所述物料台a4，包含物料台主体a401、半成品的工件c等，用于存储半成品的工件c。

所述物料台b5，包含物料台主体b501、物料盒b502、不同型号的工件a和工件b等，用于存储不同型号工件a和工件b。

所述立体仓库6，包含仓库主体601、仓位602、信号指示灯603等，用于存储成品的工件a。

所述5g客户前置设备7，用于所述智能机器人2通过5g通信技术连接云端智慧大脑。

所述防护围栏8，用于保护操作人员与技术平台内的设备，防护围栏8入口处安装感应传感器，当防护门被打开，设备进入预警状态，根据各单元设备的感知情况，降低运行速度或停止运行。

所述智能视觉系统9，包含电脑桌、计算机、智能视觉编程系统等，用于对智能相机进行编程，完成识别、位姿估计等任务。

所述主控系统10，包含电脑桌、计算机、控制系统编程模块等，用于编写控制机器人人工智能技术应用平台各单元协同作业的主控程序。

所述展示屏11，包含展示屏幕、支架等，用于展示仿真系统、智能视觉编程系统、移动机器人301的建图及导航系统等。

所述作业流程，展示了实际工业场景中工业机器人102、智能机器人2、移动操作臂3、外部设备等应用人工智能技术，协同作业完成工件的分拣、定位、装配等智能化作业流程。

在本实施例中，所述的分拣及装配工作站1包括：工作基台101、工业机器人102、快换夹具模块103、3d智能相机104、3d智能相机支架105、分拣工位物料盒106、装配辅助专机107、放置台108、二次定位装置109、控制器1010、触摸显示屏1011：

所述工业机器人102安装于所述工作基台101上，所述快换夹具模块103中的夹具主盘安装于所述工业机器人102末端。

所述快换夹具模块103安装于所述工作基台101上，位于所述工业机器人102的侧方工作范围内。所述快换夹具模块103包含固定底板1031、快换支架1032、检测传感器1033、工件a和工件b的分拣工具1034、工件a和工件b的装配工具1035、工件c和工件d的抓取工具1036等。工件a和工件b的分拣工具1034、工件a和工件b的装配工具1035、工件c和工件d的抓取工具1036放置在带有定位和检测功能的快换支架1032上。

工件a和工件b的分拣工具1034，包含快换夹具副盘10341、夹具支架定位板10342、夹持气缸10343、仿形夹头10344等，可以自适应夹取不同型号的工件a和工件b。

工件a和工件b的装配工具1035，包含快换夹具副盘10341、专用装配机构10353(用于螺钉锁付)等，用于抓取工件a和工件b并装配至工件c中。

工件c和工件d的抓取工具1036，包含快换夹具副盘10341、夹持气缸10343、仿形夹头10344等，用于夹取半成品的以及成品的工件d。

所述工业机器人102的末端夹具切换为工件a和工件b的分拣工具1034，从位于所述分拣工位物料盒106中将精准分拣工件b、精准放置至二次定位装置109。所述工业机器人102的末端夹具切换为工件b的装配工具1035，抓取位于所述二次定位装置109上的工件b，并放置至半成品的工件c上，半成品的工件c上设计了能使工件b垂直稳定放置的结构。所述工业机器人102的末端夹具切换为工件c的抓取工具1036，抓取已完成放置的工件b并放置于所述装配辅助专机107工作台，在装配辅助专机107上将工件b紧固至工件c中，之后将已完成紧固的半成品的工件c搬运至所述放置台108上。进一步，工业机器人的末端夹具切换为工件a的分拣工具1034，从位于所述分拣工位物料盒中将精准分拣工件a、精准放置至二次定位装置109。所述工业机器人的末端夹具切换为工件a的装配工具1035，抓取位于所述二次定位装置109上的工件a，并放置至已经装配有工件b的工件c上，工件c上也设计了能使工件a垂直稳定放置的结构。所述工业机器人102的末端夹具切换为工件c的抓取工具1036，抓取已装配有工件b的工件c并借助于装配工具1035将工件a紧固至工件c中，并最终与工件b锁紧，获得成品的工件d，抓取工具1036将成品的工件d搬运至所述放置台108上。

所述3d智能相机104安装于所述3d智能相机支架105上，所述3d智能相机支架105安装于所述工作基台101上，位于所述工业机器人102的侧方。

所述分拣工位物料盒106位于所述工作基台101上，在所述3d智能相机104视野范围内。所述3d智能相机104基于人工智能算法识别出不同型号工件a和工件b的位姿信息，并发送至所述主控系统10，并由主控系统10发送至所述工业机器人102控制器1010，所述工业机器人102的末端夹具切换为工件a和工件b的分拣工具1034，从位于所述分拣工位物料盒106中将分拣工件a和工件b、装配至二次定位装置109。所述工业机器人102的末端夹具切换为工件a和工件b的装配工具1035，抓取位于所述二次定位装置109上的工件a和工件b，并装配至半成品的工件c上。

所述装配辅助专机107安装于所述工作基台101上，位于所述工业机器人102的前方工作范围内。

所述放置台108安装于所述工作基台101上，位于所述工业机器人102工作范围内，由固定底板1031、固定支架、台面组成，台面上有与所述工件c外形尺寸配合的定位块，用于放置并精确定位工件c。

所述二次定位装置109安装于所述工作基台101上，位于所述工业机器人102工作范围内，由固定基板1091、固定支架1092、二次定位面板1903组成，二次定位面板1093上有与所述多种型号工件a和工件b配合的定位孔，用于放置并精确定位工件a和工件b。

所述控制器1010安装于工作基台101内部，与所述主控系统10配合，控制机器人人工智能技术应用平台各单元协同作业。

所述触摸显示屏1011安装于工作基台101上，由固定支架、触摸屏等组成，与所述控制器1010、主控系统10配合使用，以可视化的人机交互方式控制各个单元的设备运行，并显示设备运行的状态信息。

在本实施例中，所述的智能机器人2包含智能移动底盘、主体躯干、双柔性机械臂、仿人型头部等。

所述智能移动底盘的圆周方向安装有6个超声波传感器和1个激光雷达，用于感知障碍物。所述智能移动底盘由3个全向轮驱动，每个全向轮外壳上，安装有2个碰撞检测传感器1033，当外壳与其他物体发生碰撞时触发，机器人可停止前进，避免机器人继续挤压碰撞物体。在底盘3个轮子外侧，各有一个悬崖检测传感器1033，当轮子外有深坑出现时，触发警报，机器人可停止前进，避免机器人跌倒。所述智能移动底盘根据任务要求，建立作业场景地图，并驱动、引导智能机器人2在所述机器人人工智能技术应用平台场地范围内安全运动。

所述主体躯干包含具有3个自由度的腰部和具有1个自由度的膝部，所述腰部安装有用于避障的深度相机和用于采集场景信息的2d相机，以及用于采集语音信息的麦克风阵列，基于深度学习的智能语音识别技术，实现与人协作的智能语音交互任务。

所述双柔性机械臂由两个7自由度柔性机械臂、两个5自由度柔性手组成，柔性手安装于柔性机械臂末端，机械臂的每个关节采用柔性执行器驱动，内部集成了无刷伺服电机、驱动器、减速器、编码器等元器件。与所述立体相机配合，柔性机械臂抓取并搬运所述物料盒b502。

所述仿人型头部，由头部结构主体、3个自由度颈关节、立体相机、人脸识别相机、5g通信模块组成。所述立体相机采集作业场景信息，利用所述5g通信模块将作业场景信息传输至云端智能大脑，云端智能大脑基于人工智能算法识别并定位所述物料盒b502，并将位姿信息通过所述5g通信模块发送至所述智能机器人2，所述智能机器人2驱动所述柔性机械臂抓取并搬运所述物料盒b502，将装有工件b的物料盒b502从物料台b5搬运至分拣及装配工作站1，以及将物料盒b502从分拣及装配工作站1搬运至物料台b5。

在本实施例中，所述的移动操作臂3包含移动机器人301、协作机器人302、抓取夹具304、2d智能相机303等。

所述移动机器人301包含移动平台、激光雷达、超声波传感器、负载平台等，具有全向移动功能、建立环境地图以及自主导航功能。

所述协作机器人302安装于所述移动机器人301的负载平台上，具备碰撞检测、拖动示教、人机安全交互等功能。

所述抓取夹具304安装于协作机器人302末端，由电动手爪、工件c仿形夹头10344等组成，用于抓取工件c。

所述2d智能相机303安装于协作机器人302末端，用于精确识别所述工件c和所述放置台108上的定位块位置，实现高精度的抓取作业。所述移动机器人301自主导航运动至所述物料台a4的作业位置，所述协作机器人302将所述2d智能相机303放置于半成品的工件c上方，所述2d智能相机303识别出半成品的工件c的精确位姿，智能引导所述协作机器人302利用所述抓取夹具304抓取半成品的工件c，所述移动操作臂3保持抓取半成品的工件c并自主导航移动至所述分拣及装配工作站1作业位置，所述协作机器人302将所述2d智能相机303放置于所述放置台108上方，所述2d智能相机303识别出所述放置台108上的定位块，智能引导所述协作机器人302将半成品的工件c放置于所述放置台108定位块上。等待半成品的工件c完成装配、紧固，所述协作机器人302将所述2d智能相机303放置于所述工件放置台108上方，所述2d智能相机303识别出成品的工件d的精确位姿，智能引导所述协作机器人302利用所述抓取夹具304抓取成品的工件d，所述移动操作臂3保持抓取成品的工件d并自主导航移动至所述立体仓库6的作业位置，所述协作机器人302将所述2d智能相机303放置于所述立体仓库6仓位602上方，所述2d智能相机303识别出所述立体仓库6仓位602上的定位块，智能引导所述协作机器人302将成品的工件d放置于所述立体仓库6仓位602定位块上。

所述移动机器人301充电桩，作用是为所述移动机器人301充电，当所述移动机器人301电量过低，基于智能导航技术，所述移动机器人301与所述充电桩自动对接，执行充电任务。

在本实施例中，所述物料台a4，包含物料台主体a401、半成品的工件c等，用于存储半成品的工件c。

所述物料台主体a401由主体支架、台面组成，用于放置半成品的工件c；

所述半成品的工件c结构稳固，可以承受装配辅助专机107的冲压作用力。

在本实施例中，所述物料台b5，包含物料台主体b501、物料盒b502、不同型号的工件a和工件b等，用于存储不同型号工件a和工件b。

所述物料台主体b501也由主体支架、台面组成，用于放置物料盒b502；

所述物料盒b502，用于不同型号的工件a和工件b，多个工件a和工件b散乱放置于所述物料盒中。

在本实施例中，所述立体仓库6，包含仓库主体601、仓位602、信号指示灯603等。

所述仓位602，含有与成品的工件a尺寸配合的定位块，保证工件a的放置位置精确。

所述信号指示灯603，安装于所述仓库主体601上，可以显示当前所述仓位602的存储状态。

在本实施例中，所述智能视觉系统9，包含电脑桌、计算机、智能视觉编程系统等。用于对智能相机进行编程，完成识别、位姿估计等任务。所述智能视觉编程系统采用模块化设计，将传统的代码编程，简化为图形化编程，并可以获得工业机器人102的上层控制权限，从而采用图形化的方式编程控制机器人运动。

在本实施例中，所述主控系统10，包含电脑桌、计算机、控制系统编程模块等，用于编写控制机器人人工智能技术应用平台各单元协同作业的主控程序。

在本实施例中，所述展示屏11，包含展示屏幕、支架等，用于可视化展示仿真系统、智能视觉编程系统、移动机器人301的建图及导航系统等，提高机器人人工智能技术应用平台的科普性、展示性。

在本实施例中，所述作业流程依托人工智能技术、智能机器人2技术、5g网络技术、多传感器融合技术、自主控制技术，自主决策技术以及自主规划等技术，以工业机器人102、智能机器人2、移动操作臂3等为载体，基于机器人在智能制造行业应用的真实场景业务需求，设备平台应用人工智能平台以及人工智能工具，对智能机器人2的图像、视频等感知数据进行处理、分析、标注，构建数据集，并应用人工智能预训练模型进行训练、评估和部署，以及应用自主决策和规划工具智能化控制机器人完成作业任务。

本发明的具体工作流程如下：

1、操作人员通过语音对话的方式，向智能机器人2发送流程启动指令。智能机器人2的智能移动底盘根据任务要求，建立作业场景地图，规划从当前位置运动至物料台5的最佳作业点以及最优路径，智能移动底盘驱动、引导智能机器人2运动至最佳作业点。

2、智能机器人2仿人型头部的立体相机采集作业场景信息，利用所述5g通信模块将作业场景信息传输至云端智能大脑，云端智能大脑基于人工智能算法识别并定位工件b放置架、装有工件a(螺钉)和工件b(螺母)的物料盒，并将位姿信息通过5g通信模块发送至智能机器人2，智能机器人2驱动所述柔性机械臂依次抓取并搬运物料盒，将装有工件a和工件b的物料盒从物料台5搬运分拣及工作站工位，并将工件a、工件b随机倾倒进分拣工位物料盒106中，智能机器人2将物料盒搬运至物料台5的指定位置。

3、当操作人员向智能机器人2发送流程启动指令，移动操作臂3同步启动，移动机器人根据作业指令，从当前位置自主最优路径，导航运动至装有工件c的物料台a4的作业位置，协作机器人将2d智能相机放置于半成品的工件c上方，2d智能相机识别出半成品的工件c的精确位姿，智能引导协作机器人利用抓取夹具抓取半成品的工件c，移动操作臂3保持抓取半成品的工件c并自主导航移动至分拣及装配工作站1作业位置，协作机器人将所述2d智能相机放置于放置台108上方，2d智能相机识别出放置台108上的定位块，智能引导协作机器人将半成品的工件c放置于放置台108定位块上。

4、分拣及装配工作站1上的3d智能相机104基于人工智能算法识别出工件b放置架上的不同型号工件b的位姿信息，并发送至主控系统，并由主控系统发送至工业机器人控制器1010，工业机器人102的末端夹具切换为工件a和工件b的分拣工具(螺钉螺母的分拣工具)，从位于分拣工位物料盒106中将工件b分拣并放置于至二次定位装置109上，然后再借助于装配工具1035抓取工件b并放置至放置台108上的半成品的工件c上。

5、分拣及装配工作站1上的工业机器人102的末端夹具切换为工件c的抓取工具，抓取已完成工件b放置的工件c并放置于装配辅助专机107的工作台上，装配辅助专机107将工件b铆压至工件c中，然后，工业机器人102的末端夹具切换为工件c和工件d的抓取工具(工件c的抓取工具)，将已完成工件a和工件b铆压的成品的工件c搬运至放置台108上的定位块上。

6、分拣及装配工作站1上的工业机器人102的末端夹具切换为工件a的装配工具1035(螺钉锁付工具)，抓取位于所述二次定位装置109上的工件a，并锁付至已完成工件b铆压的工件c上，最终与工件b锁紧。

7、在半成品的工件c完成工件b(螺母)铆压、工件a(螺钉)锁付获得成品的工件d之后，协作机器人将2d智能相机放置于放置台108上方，2d智能相机识别出成品的工件d的精确位姿，智能引导协作机器人利用抓取夹具抓取成品的工件d，移动操作臂3保持抓取成品的工件d并自主导航移动至立体仓库6的作业位置，协作机器人将2d智能相机放置于立体仓库6仓位上方，2d智能相机识别出立体仓库6仓位上的定位块，智能引导所述协作机器人将成品的工件d放置于立体仓库6仓位定位块上。

8、上述步骤是一个完整的作业流程，各个单元可以单独完成子流程，不限于上述案例。

综上所述，本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、将人工智能应用技术和机器人技术融合，以工业机器人、智能机器人、移动操作臂等多种类型设备为载体，围绕机器人在智能制造行业应用的真实场景和业务需求，应用人工智能技术以及5g技术，提升人工智能相关技术综合应用于以机器人为载体的复杂场景中的能力。

2、机器人人工智能技术应用平台，落脚点在工业产业，是体现人工智能技术特征的发明，体现人工智能应用技术在智能机器人上的底层、基础与应用，是融合性应用，具有工程特征。

3、设备平台兼具科普性、工业应用，能很好的体现多传感器融合、人机交互、智能运维、决策、规划应用技术的特征，展现人工智能技术在智能机器人中的赋能应用。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

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