[发明专利]一种柔顺夹持器的自适应抓取方法

说明书

本发明提供一种柔顺夹持器的自适应抓取方法，该方法采用机器视觉的方式控制机械臂上的柔顺夹持器对目标区域的物体进行夹持、移动并释放至物体放置区域。本发明还提供一种自适应抓取系统，包括：柔顺夹持器；夹持器控制组件；夹持器控制组件包括夹持力传感器，步进电机驱动器，微处理器；机械臂；机械臂控制柜；以及视觉组件，用于采集物体图像并进行图像处理，获取物体的夹持坐标并发送至机械臂控制柜，和根据获取的物体姿态计算物体的夹持宽度，并发送至微处理器；夹持力传感器设置在柔顺夹持器上，并与微处理器信号连接。本发明可实现柔顺夹持器的全自动抓取操作，并对夹持物进行自适应抓取，从而提高抓取效率和安全性。

技术领域

本发明涉及抓取系统技术领域，更具体地说，涉及一种柔顺夹持器的自适应抓取方法。

背景技术

夹持器是握住物体进而操控物体的设备，它能够在执行某些动作的同时夹住和松开物体。在典型的机器人加工工艺中，均需通过夹持器装夹定位和分拣搬运工件。

目前，广泛采用的机器人末端执行器大多为刚性夹持器，而采用刚性夹持器的机器人抓取系统中会存在以下问题：

(1)由于刚性夹持器在夹持连杆表面集成压夹持力传感器较为困难，因此，现有的方式大多采用驱动力矩来反馈刚性夹持器的夹持力，导致机器人抓取系统成本较高。

(2)对实现易损易碎抓取对象的安全抓取操作时，由于采用刚性夹持器，因此需要对机器人抓取系统的控制算法的精度要求比较高，而且该抓取方式会存在抓取安全性低和抓取效率低的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种柔顺夹持器自适应抓取控制方法，该控制方法可实现柔顺夹持器的全自动抓取操作，并对夹持物进行自适应抓取，则对易损易碎物体具有一定的保护能力，从而提高抓取效率和安全性；本发明的另一个目的在于提供一种柔顺夹持器自适应抓取系统，该抓取系统可对夹持物进行自动抓取，具有自适应能力强和安全性高的特点。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种柔顺夹持器的自适应抓取方法，其特征在于：采用机器视觉的方式控制机械臂上的柔顺夹持器对目标区域的物体进行夹持、移动并释放至物体放置区域；该抓取方法包括：

第一步，视觉组件对目标区域采集的图像进行处理，并将物体的夹持坐标发送至机械臂控制柜，以及根据获取的物体姿态计算物体的夹持宽度，并发送至柔顺夹持器的微处理器；

第二步，机械臂控制柜控制机械臂移动至夹持坐标，并发送夹持信号至微处理器控制柔顺夹持器对物体进行夹持；此时，微处理器根据夹持宽度对柔顺夹持器的钳口开度尺寸进行调整控制；

第三步，对柔顺夹持器的夹持力进行检测并控制：若柔顺夹持器的夹持力达到设定夹持条件，则夹持停止，夹持动作完成，发停止夹持信号至机械臂控制柜，并进行第四步；否则，控制柔顺夹持器继续夹持；

第四步，控制机械臂移动至物体放置区域；在夹持有物体的柔顺夹持器移动过程中，对柔顺夹持器的夹持力实时监控并调整；发送释放信号至微处理器控制柔顺夹持器对物体进行释放；

第五步，控制机械臂移动至指定位置，准备执行下一次分拣任务。

在上述方案中，本发明的控制方法可实现柔顺夹持器的全自动抓取操作，从而大大提高物体抓取的自动化。本发明在图像采集时，不仅获取物体的夹持坐标，而且还会计算物体的姿态及其最小宽度，便于在机械臂运动过程中，柔顺夹持器调整至合适的抓取角度并且将钳口开度尺寸调整至略大于物体的夹持宽度，从而大大提高每次的抓取效率和准确率。另外，本发明在夹持动作时，对柔顺夹持器的夹持力进行检测并控制，以提高夹持器抓取的自适应能力；当夹持动作完成后，在夹持有物体的柔顺夹持器移动过程中，本发明还会对柔顺夹持器的夹持力实时监控并调整，以避免出现夹持力的变化造成物体掉落或损坏的问题，从而提高抓取的安全性。