[发明专利]自适应柔性夹持装置及其控制方法

权利要求书

1.一种自适应柔性夹持装置，其特征在于，包括：

工业机器人，所述工业机器人上设有电动夹爪以及视觉装置，所述视觉装置收集视觉信息并将视觉信息反馈至工业机器人，工业机器人分析处理所述视觉信息后得到驱动信号，根据所述驱动信号驱动所述电动夹爪；

所述电动夹爪上设有转动机构和触觉夹持机构，所述转动机构与所述触觉夹持机构连接，所述转动机构带动所述触觉夹持机构上下移动或水平方向旋转以调整所述触觉夹持机构的位置；所述触觉夹持机构上设有触觉传感器；所述触觉夹持机构用以夹取被夹持物体，所述触觉传感器与所述被夹持物体接触并收集所述被夹持物体的反馈信号后反馈至所述电动夹爪；所述电动夹爪分析处理所述反馈信号，并根据所述反馈信号控制所述触觉夹持机构的夹持力度。

2.根据权利要求1所述的自适应柔性夹持装置，其特征在于：所述触觉夹持机构上设有电机，所述电机连接传动同步轮，所述传动同步轮连接驱动丝杆，所述驱动丝杆上设于多个驱动螺母，所述驱动螺母上连接有夹爪手指，所述触觉传感器设于所述夹爪手指上。

3.根据权利要求2所述的自适应柔性夹持装置，其特征在于：所述驱动螺母连接驱动连接块，所述驱动连接块连接有导向滑块，所述夹爪手指设于所述导向滑块上，所述导向滑块在所述驱动连接块的驱动下在一导向滑轨上滑动以控制所述夹爪手指之间的距离。

4.根据权利要求3所述的自适应柔性夹持装置，其特征在于：所述驱动丝杆采用正反牙设计，使设在所述驱动丝杆上的所述驱动螺母进行相向运动或者相背运动以调整所述夹爪手指之间的距离。

5.一种自适应柔性夹持装置的控制方法，用以控制如权利要求3或4所述的自适应柔性夹持装置，其特征在于，包括：

S1，通过视觉装置收集被夹持物体的视觉信息，确定被夹持物体的位置；

S2，根据被夹持物体的位置，驱动电动夹爪至被夹持物体的位置处对被夹持物体进行夹取，电动夹爪驱动触觉夹持机构对被夹持物体进行夹持；

S3，当夹爪手指接触到被夹持物体时，夹爪手指上的触觉传感器对被夹持物体进行信号采集；

S4，采集到的信号反馈至工业机器人上的控制器进行信号的分析处理，得到信号的幅值等级；

S5，将信号的幅值等级与控制器中预设的标准物分类表进行比对，得到被夹持物体所在的标准物分类等级；

S6，触觉夹持机构根据标准物分类等级控制夹爪手指的运动速度以及夹持力度，对被夹持物体进行夹取；

S7，电动夹爪带动夹爪手指将被夹持物体移动至指定的位置，完成物体的夹取。

6.根据权利要求5所述的自适应柔性夹持装置的控制方法，其特征在于：在S4中，将多个触觉传感器采集到的信号反馈至嵌入式控制器上，该嵌入式控制器对采集到的信号进行差分信号滤波，获取被夹持物体的幅值信号的曲线，根据预设值输出幅值等级。

7.根据权利要求6所述的自适应柔性夹持装置的控制方法，其特征在于：在S6中，将标准物分类等级的信号传送至夹爪手指，夹爪手指根据标准物分类等级设定的阈值控制其夹持力度和运动速度，夹爪手指在接触被夹持物体表面的运动过程中，不断地捕获被夹持物体表面的反馈信号，当反馈信号的幅值大于设定的阈值时，输出停止信号，停止夹爪手指运动。

8.根据权利要求5所述的自适应柔性夹持装置的控制方法，其特征在于：在S2中，电动夹爪驱动触觉夹持机构对被夹持物体进行夹持，当夹爪手指到达被夹持物体的位置时，电机控制驱动丝杆使驱动螺母相向运动，并带动夹爪手指同步向内运动夹紧被夹持物体。

9.根据权利要求5所述的自适应柔性夹持装置的控制方法，其特征在于：在S1中，通过视觉装置对其视觉范围内的视野进行拍照，提取视觉装置中拍照的图片，对图片中的画面背景采用RGB算法进行灰度算法处理，提取图片中的信息，确定被夹持物体的重心坐标和长轴角度，并将确定的位置信息反馈至控制器。

10.根据权利要求5所述的自适应柔性夹持装置的控制方法，其特征在于：在S7中，电动夹爪带动夹爪手指将被夹持物体移动至指定的位置，电机驱动夹爪手指同步向外运动，松开被夹持物体，被夹持物体脱离夹爪手指；电机继续驱动夹爪手指同步向外运动，张开至最大位置时，完成复位，到达电动夹爪的初始状态。