[发明专利]程控工业搬运机器人以及控制方法

权利要求书

1.一种程控机器人，包括：夹持部，用于对工件进行夹持；控制部，用于对所述夹持部的操作进行控制；所述夹持部上设置抵接部件，所述夹持部夹持工件时，该抵接部件与工件接触而发生与工件形状一致的变形，并且保持该变形从而能够夹持工件；夹持面确定部，根据输入的工件的三维形状数据，确定该工件用于被夹持的夹持面；受力区域确定部，根据工件在夹持面的夹持位置以及工件的三维形状，确定对应的抵接部件的受力区域；最小接触面积确定部，其根据工件的重量、工件表面与抵接部件材料表面之间的静摩擦系数、抵接部件能够承受的最大压强以及预设的冗余系数，确定工件夹持面的最小接触面积；区域划分部，其将抵接部件划分为多个区域；压强计算部，其计算抵接部件与工件接触面的压强；存储部，其存储抵接部件各个区域的累计压强数据；所述控制部确定夹持部的变更操作，使抵接部件各个区域的累计压强数据均匀分布。

2.一种权利要求1所述的程控机器人的控制方法，包括如下步骤：（1）输入被夹持工件的三维形状数据、重量以及材料数据；（2）将所述抵接部件划分为多个区域；（3）根据输入的工件的三维形状数据，确定该工件用于被夹持的夹持面；（4）确定所述工件夹持面的最小接触面积；（5）确定工件的初始夹持位置的操作；控制部根据如下方式确定夹持部的初始夹持位置：1）确定工件的夹持面；2）根据夹持面以及工件形状，确定夹持面的受力区域形状，从而确定受力区域中的所有单连通区域；3）选择所有单连通区域中面积最小的单连通区域，确定其纵向最长距离；4）以纵向最长距离为步长，以抵接部件的顶部作为起始部位向下进行遍历，直到抵接部件与工件接触面的受力区域小于最小接触面积结束遍历，计算不同候选区域包含的抵接部件各个区域的累计压强的总和，选择累计压强总和最小的候选区域作为夹持部的初始夹持位置;（6）根据工件初始夹持位置以及工件的三维形状，确定程控机器人的抵接部件的受力区域；（7）对于每次夹持操作，计算并且存储抵接部件各个区域的累计压强Σpj；持续进行步骤（7）直到工件夹持完毕或者抵接部件各个区域中累计压强最大的区域与累计压强最小的区域的差值超过阈值；如果工件夹持完毕，结束本次工件夹持任务；如果抵接部件各个区域中累计压强最大的区域与累计压强最小的区域的差值超过阈值，进入步骤（8）；（8）控制部根据存储抵接部件各个区域的累计压强分布以及工件夹持面的最小接触面积，确定夹持部下一次操作的夹持位置; 控制部根据如下方式确定夹持部的变更操作：1)确定受力区域中的所有单连通区域；2）选择所有单连通区域中面积最小的单连通区域，确定其纵向最长距离；3）以纵向最长距离为步长，以抵接部件的顶部作为起始部位向下进行遍历，直到抵接部件与工件接触面的受力区域小于最小接触面积结束遍历，计算不同候选区域包含的抵接部件各个区域的累计压强的总和，选择累计压强总和最小的候选区域作为夹持部下一次操作的夹持位置。