[發明專利]一種機器人自適應夾持器及其視覺-力覺組合自適應夾持方法

有效

• 申請號: 202011278879.8
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112589792B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 劉繼展;單海勇;丁建寧;彭赟
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J15/00;B25J15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種機器人自適應夾持器及其視覺?力覺組合自適應夾持方法，屬于機器人領域。本發明的機器人自適應夾持器由兩個自適應指、兩個直動件和機架構成，自適應指指背、指體、指面和指尖組成，刺刃設置在指背和指體之間的槽體內部，刺刃通過纜繩纏繞在纏繞輪上，纏繞輪由電機帶動；本發明的自適應夾持方法，機器人控制系統接收視覺系統測量的目標形狀和尺寸特征，控制機器人自適應夾持器選擇對應的夾持模式，實現對不同形狀和尺寸目標的自適應可靠夾持。本發明的結構與方法簡單可靠，實用性強。

技術領域

本發明涉及機器人領域，特別涉及一種機器人自適應夾持器及其視覺-力覺組合自適應夾持方法。

背景技術

對于各種形狀和尺寸的目標，通用化夾持器一直是機器人的研究熱點，目前主要的技術方案為：(1)通過視覺與多指靈巧手，實現對復雜目標的夾持；(2)通過軟體手實現對復雜目標的夾持。但是現有方案存在一定不足，主要體現在：

(1)常用夾持器結構對目標形狀、尺寸的適應范圍非常有限，而多指靈巧手的結構與技術復雜、成本過高，目前難以滿足實際應用；

(2)軟體手屬于欠驅動系統，其夾持的精準性和對目標的復雜形狀適應性仍存在挑戰；同時，軟體手驅動方式多為氣動，移動式作業時氣源問題一直是巨大障礙，且需要笨重的輔助裝置；

(3)機器人單純依賴視覺測量實現對目標復雜形狀尺寸的夾持作業，常常存在誤差和可靠性差的問題。

為此，急需設計一種滿足實際應用、簡單可靠的目標形狀和尺寸自適應夾持器和夾持方法。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種機器人自適應夾持器及其視覺-力覺組合自適應夾持方法，實現對不同形狀和尺寸目標的自適應可靠夾持。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種機器人自適應夾持器，包括自適應指、直動件和機架；所述直動件設置在機架上，且兩個直動件的移動方向平行；所述直動件與自適應指的尾端鉸接，兩個自適應指相對垂直直動件移動方向的平面對稱；

所述自適應指由指背、指體、指面和指尖組成，指背和指體之間的槽體內部設置刺刃，刺刃尾部與纜繩一端連接，纜繩另一端纏繞在纏繞輪上，纏繞輪與電機連接；刺刃尾部與指體的槽體之間安裝有彈簧；刺刃靠近指體一側設有銷口，指體的槽體內部設有與銷口匹配的彈簧銷；

所述電機和纏繞輪的中心線一致，且所述中心線與直動件和自適應指的尾端鉸接點中心線同軸。

上述技術方案中，所述指面和指尖上均貼裝有電子皮膚。

一種機器人自適應夾持器的視覺-力覺組合自適應夾持方法，機器人控制系統接收視覺系統測量的目標形狀和尺寸特征，控制機器人自適應夾持器選擇對應的夾持模式；所述目標的形狀包括球體、圓柱體、正錐體、倒錐體、單凸體、雙凹體、單凹體和彎曲體。

進一步，所述球體和圓柱體對應的夾持模式為：

1)圓柱體躺放

當R1.2R_a時，采用側夾模式：機器人自適應夾持器向下夾持，刺刃縮回，兩指尖以相對地面的角度α₁內收，其中α₁的范圍是：80°α₁85°，R為球體和躺放的圓柱體的半徑，R_a為指尖的半徑；

當R≤1.2R_a時，球體被認定為小尺寸細珠、躺放的圓柱體被認定為細絲，采用刺撿模式：機器人自適應夾持器向下夾持，刺刃彈出，兩指尖以相對地面的角度α₂內收，刺刃貼地面刺入球體和躺放圓柱體下部并攏完成刺撿，其中α₂的范圍是：10°α₂15°；

2)圓柱體豎起