[發明專利]端效器控制方法

無效

• 申請號: 201410136683.3
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN104972461A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 王培睿;陳建彬
• 申請（專利權）人: 財團法人精密機械研究發展中心
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 胡福恒

技術領域

本發明與端效器的控制方法有關，尤指一種判斷端效器對物體的吸取點的控制方法。

背景技術

近年來隨著人力成本上升，工廠自動化的需求日益增加，機器人需要執行的任務不再局限于產線上固定零件的取放與簡易組裝，而逐漸面對多樣少量、組裝形狀多樣的零件的生產需求，因此更高自由度的端效器及其相對應的控制方法日漸重要。目前已有一些已知技術提出演算法來進行高自由度端效器的控制演算，但物體外觀上形成特殊曲線造型時，由于無法在資料庫中找到適當的吸取方法，現行技術僅能進行人工教導；然而此法耗時費力，不適合應用于多樣少量的生產線上。因此，必須研發一套適用于高自由度端效器的智能化控制演算法，以符合產業需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種端效器控制方法，利用數種判斷物體吸取位置的方法找出最佳的吸取位置，以順利吸取物體。

為達前述目的，本發明采用如下技術方案：

一種端效器控制方法，其應用于一具有一底座及至少兩個手指，各手指分別具有至少兩軸的自由度，且各手指分別以一樞轉軸與底座連接而可旋轉，且各手指的末端設有吸附裝置的端效器；此控制方法的步驟至少包括有：

取得物體的三維物理資訊；

以向量規劃方法找出適合吸取的位置；

以及產生控制命令控制端效器依上述位置吸取物體。

其中該向量規劃方法的步驟包括有：

建立一虛擬平臺，并將所取得的物體三維物理資訊建構為一虛擬物體置于虛擬平臺上；

于該虛擬物體上方一適當距離處建立一對應于該端效器的虛擬端效器；其中該虛擬端效器的樞轉軸定義為基準軸；

對應各基準軸分別取一包含該基準軸的平面；

計算各平面與該虛擬物體的表面交集的曲線；

于各曲線上依虛擬端效器的手指可及的范圍分別搜尋出一吸取位置，其中虛擬端效器的手指須可沿該吸取位置于該曲線上的法向量方向靠近該吸取位置。

上述的向量規劃方法還包括有，于該虛擬物體上設定一參考點，且離該參考點適當距離的位置建立該虛擬端效器；其中該參考點的位置可投影于各基準軸所圍成的區域內。而該參考點為該虛擬物體的質心或形心，而該適當距離為端效器的手指所能及的范圍內。

該向量規劃方法還包括有，若于該曲線上搜尋不到適當的吸取位置，則于該曲線所對應的平面附近再取一包含該基準軸的第二平面，計算該第二平面與虛擬物體的表面交集的第二曲線，并于該第二曲線上依前述方法搜尋吸取位置。

此外，該控制方法還包括有一典型規劃方法及一教導式規劃方法。該典型規劃方法的步驟包括有：分析物體的三維物理資訊，并與預先建立的簡單幾何形狀模型進行比對；確認該物體的表面形狀相似于其中一種預先建立的簡單幾何形狀模型；計算該簡單幾何形狀模型的典型吸取位置，對照該物體的三維物理資訊找出位于該物體表面的吸取位置。而該教導式規劃方法的步驟包括有：操作人員以人為方式直接控制端效器移動至該物體附近；操作人員以人為方式直接控制端效器的手指接觸于該物體表面的一適當位置；確認端效器的手指可于上述適當位置吸取物體；記錄前述端效器的移動路徑及手指的吸取位置。

更進一步地，該控制方法的步驟依序為：

a.取得物體的三維物理資訊；

b.以典型規劃方法找出適合吸取的位置；

c.若無法以典型規劃方法找出適合吸取的位置，則以向量規劃方法找出適合吸取的位置；

d.若無法以向量規劃方法找出適合吸取的位置，則以教導式規劃方法找出適合吸取的位置；

e.產生控制命令控制端效器依上述位置吸取物體。

再者，以上述步驟找出適合吸取的位置后，此控制方法還包括有：計算吸取位置的法向量；計算吸取位置上自其法向量延伸而出的預備位置；計算端效器的工作位置及端效器手指吸取物體的動作姿態以產生控制命令；執行控制命令使端效器吸取物體。

附圖說明

圖1為本發明的流程圖。

圖2為本發明的典型規劃方法的流程圖。

圖3為本發明的向量規劃方法的流程圖。

圖4為本發明的教導式規劃方法的流程圖。

圖5為本發明于找出吸取位置后的控制方法流程圖。

圖6為本發明所應用的端效器使用狀態示意圖。

具體實施方式