[发明专利]机械臂插轴入孔的方法及设备

摘要

本发明的目的是提供一种机械臂插轴入孔的方法及设备，本发明通过结合机器视觉和力控进行智能装配的视觉引导技术方法，能够让让工业机器人自动地实现高精度的插轴入孔任务。本发明通过对于目标孔的预采样，结合腕部摄像头等采集所述插轴的插入孔的图片Or和六维力传感器所采集的数据Ft输入用神经网络建立对孔洞相对姿态的预测模型，并且通过多次采样能够提高预测精度，最终实现成功插入。由于无需人为建立规则，具有普适性且自动化程度高。

主权项

1.一种机械臂插轴入孔的方法，其中，该方法包括：步骤S1，获得抓取插轴的机械臂的抓取端的正确插入姿态Pr和所述正确插入姿态Pr下的所述插轴的插入孔的图片Or；步骤S2，在每个格点分割后的块范围内随机采样，以得到遍历后的机械臂的抓取端的采样姿态；步骤S3，将每个格点位置上的每个采样姿态作为抓取端的起始位置，让所述机械臂沿抓取端的法线位置作速度低于预设速度阈值的移动，直到与所述抓取端连接的六维力传感器获取到上下运动z轴的力达到预设力阈值F或所述抓取端的位置偏移达到预设偏移阈值Δh，停止所述机械臂沿抓取端的法线位置的移动，记录此时的采样数据，包括：机械臂的位置和姿态Pt、所述六维力传感器所采集的数据Ft和对应的所述插轴的插入孔的图片Ot，并将所述采样数据添加到数据库D中；步骤S4，将每个采样得到的所述插轴的插入孔的图片Ot与所述正确插入姿态Pr下的所述插轴的插入孔的图片Or做对比，得到光流图，将所述光流图经过一个卷积神经网络得到光流特征Lt，并将所述光流特征Lt添加到所述数据库D中；步骤S5，从所述数据库D中提取k个采样作为一个路径序列，k为正整数，将所述提取的k个采样中的每个采样对应的所述六维力传感器所采集的数据Ft、光流特征Lt以及当前个的采样与所述路径序列中前一个的采样之间的运动Pt‑Pt‑1作为输入，将当前的采样的机械臂的位置和姿态Pt作为输出，并将整个路径序列作为训练数据，训练一个循环神经网络，以得到位置姿态预测模型；步骤S6，重复从步骤S5开始执行，以得到最终的位置姿态预测模型；步骤S7，基于所述最终的位置姿态预测模型控制所述抓取端的移动姿态、移动方向和移动距离。