一种用于机械臂的精准抓取方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于机械臂的精准抓取方法，包括：获取包含有机械手位置坐标和待搬运物体位置坐标的抓取位置矢量图；当检测到接收到所述抓取位置矢量图后，根据所述抓取位置矢量图分析出所述机械手位置坐标至所述待搬运物体位置坐标之间的一组抓取路线数据，并传输至所述第一激光传感器；当检测到所述抓取路线数据时，所述第一激光传感器根据所述抓取路线数据检测每条抓取路线上是否有障碍物存在，获取备选抓取路线；根据所述备选抓取路线，获取最优抓取路线，并传输至所述第二激光传感器；分析所述最优抓取路线，控制所述第二激光传感器根据所述最优抓取路线引导所述机械臂定点运动至所述待搬运物体位置坐标处；控制所述机械手完成抓取。

A Precise Grabbing Method and System for Robot Arm

【技术实现步骤摘要】
一种用于机械臂的精准抓取方法及系统
本专利技术涉及机械设备抓取控制领域，具体而言，涉及一种用于机械臂的精准抓取方法及一种用于机械臂的精准抓取系统。
技术介绍
机械臂是机械
中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。它们在工作过程中，均是通过接受指令，借助于伸缩、旋转和升降，直接定位到三维或二维的目的地的一点进行作业，但是由于定位由机械臂的各部关节相互转角来确定，其各个关节的误差容易积累，因此位置精度较难保证。
技术实现思路
本专利技术提出了一种新的用于机械臂的精准抓取方法，要解决的技术问题是现有技术中，机械臂抓取动作的定位由机械臂的各部关节相互转角来确定，其各个关节的误差容易积累，抓取精度难以保证的问题。有鉴于此，本专利技术提出了一种新的一种用于机械臂的精准抓取方法，包括机械臂和机械手，所述机械臂上设置有摄像头、控制器、第一激光传感器和第二激光传感器，所述机械手设置在所述机械臂的工作端，其中方法的步骤具体包括：获取包含有机械手位置坐标和待搬运物体位置坐标的抓取位置矢量图，并将所述抓取位置矢量图传输至所述控制器；当检测到接收到所述抓取位置矢量图后，根据所述抓取位置矢量图分析出所述机械手位置坐标至所述待搬运物体位置坐标之间的一组抓取路线数据，并传输至所述第一激光传感器；当检测到所述抓取路线数据时，所述第一激光传感器根据所述抓取路线数据检测每条抓取路线上是否有障碍物存在，获取备选抓取路线；根据所述备选抓取路线，获取最优抓取路线，并传输至所述第二激光传感器；分析所述最优抓取路线，控制所述第二激光传感器根据所述最优抓取路线引导所述机械臂定点运动至所述待搬运物体位置坐标处；控制所述机械手完成抓取。在该技术方案中，通过获取包含有机械手位置坐标和待搬运物体位置坐标的抓取位置矢量图，并将该抓取位置矢量图传输至控制器，使得控制器能够根据该抓取位置矢量图分析出多组当前机械手到达待抓取的物体可以经过的路线，即抓取路线数据，将该抓取路线数据传输至第一激光传感器，便于第一激光传感器根据分析出来的抓取路线数据中的每一条抓取路线上利用光束进行照射，并根据光束的照射情况来分辨每一条抓取路线上是否有障碍物，并将检测出的没有障碍物的抓取路线确认为备选抓取路线，以此实现了路线的一次检测，有效避免了抓取路线上障碍物阻挡机械臂动作的情况；然后从上述备选抓取路线中选取相对于机械臂当前位置用时最短的备选抓取路线，并确认为最优抓取路线传输至第二激光传感器，使得机械臂能够在第二激光传感器的引导下，定点运动至待搬运物体处，以此来确认机械臂的每个点的动作的精准度，有效避免了机械臂各个关节相互转角时的误差积累，有效提高了抓取动作的精确度；在机械臂按照定点引导运动至待搬运物体位置坐标时，控制机械臂工作端的机械手张开抓取带运输物体，完成此次抓取，其中，第一激光传感器和第二激光传感器均包括激光器本身、激光检测器和测量电路，以便于进行光束的发散、光束发射距离与时长、及光束是否发射至目的地的检测。在上述任一项技术方案中，优选地，所述当检测到所述抓取路线数据时，所述第一激光传感器根据所述抓取路线数据检测每条抓取路线上是否有障碍物存在，获取备选抓取路线的具体步骤包括：当检测到所述抓取路线数据时，所述第一激光传感器依次沿所述抓取路线数据内的每一条所述抓取路线进行激光束检测；当检测到任意所述抓取路线存在障碍物时，将该条所述抓取路线存储为障碍路线；当检测到任意所述抓取路线不存在障碍物时，将该条所述抓取路线存储为备选抓取路线。在该技术方案中，通过检测抓取路线数据中的每一条抓取路线在抓取位置矢量图中的痕迹，控制第一激光传感器沿着上述每一条痕迹进行照射，当检测到任意一条抓取路线的痕迹上存在障碍物时，便确认该条抓取路线为障碍路线，当检测到任意一条抓取路线的痕迹上不存在障碍物时，便确认该抓取路线为备选抓取路线，有效进行了无效抓取路线的排除，减少了机械臂动作的失误与浪费。在上述任一项技术方案中，优选地，所述根据所述备选抓取路线，获取最优抓取路线，并传输至所述第二激光传感器的具体步骤包括：获取所述备选抓取路线，分别分析所述第一激光传感器在每条所述备选抓取路线上使用的检测时间，获取检测时间数据；分析所述检测时间数据，确认所述检测时间数据内用时最短的为最快时间；根据所述最快时间，确认与所述最快时间相对应的所述备选抓取路线为最优抓取路线，并传输至所述第二激光传感器。在该技术方案中，通过分析备选抓取路线在抓取位置矢量图中的痕迹，控制第一激光传感器在上述痕迹进行光束照射，并确认用时最短的痕迹为最优抓取路线，以此有效缩短了抓取的时间，保证了快速抓取。在上述任一项技术方案中，优选地，所述分析所述最优抓取路线，控制所述第二激光传感器根据所述最优抓取路线引导所述机械臂定点运动至所述待搬运物体位置坐标处的具体步骤包括：分析所述最优抓取路线，选取所述最优抓取路线上多个检测地点；将每个所述检测地点依次传输至所述控制器，控制所述第二激光传感器按照所述检测地点的传输顺序，依次用光束照射每个所述检测地点，同时控制所述机械臂在所述第二激光传感器光束照射后依次移动至每个所述检测地点，直至运动至所述待搬运物体位置坐标处。在该技术方案中，通过分析最优抓取路线，在最优抓取路线上设置多个固定点为检测地点，便于在上述每个检测地点检测机械臂运动的误差度，也便于进行改正，降低误差度；同时控制机械臂在第二激光传感器光束照射后依次移动至每个检测地点，直至运动至待搬运物体位置坐标出，以此避免了机械臂各个关节运动过程误差的积累，提高了机械臂运动的精确度，即提高了抓取精确度。在上述任一项技术方案中，优选地，所述将每个所述检测地点依次传输至所述控制器，控制所述第二激光传感器按照所述检测地点的传输顺序，依次用光束照射每个所述检测地点，同时控制所述机械臂在所述第二激光传感器光束照射后依次移动至每个所述检测地点，直至运动至所述待搬运物体位置坐标处的步骤中，所述第二激光传感器的光束照射至任意一个检测地点后，仅在所述机械臂准确移动至当前所述检测地点时，所述第二激光传感器将光束移动至下一顺序的检测地点进行照射。在该技术方案中，第二激光传感器的光束照射至任意一个检测地点后，仅在机械臂准确移动至当前检测地点时，才会将光束移动至下一顺序的检测地点进行照射，一方面方便直观的观察机械臂的运动路线，进行确认，另一方面，第二激光传感器有效引导了机械臂的运动；其中，检测地点为抓取位置矢量图中的一个标识点。在上述任一项技术方案中，优选地，所述控制所述机械手完成抓取后的步骤还包括：获取包含所述待搬运物体位置坐标和放置地点位置坐标的放置位置矢量图，并将所述放置位置矢量图传输至所述控制器；当检测到接收到所述放置位置矢量图后，根据所述放置位置矢量图分析出抓取有待搬运物体的所述机械手位置坐标与所述放置地点位置坐标之间的一组放置路线数据，并传输至所述第一激光传感器；当检测到所述放置路线数据时，所述第一激光传感器根据所述放置路线数据检测每条放置路线上是否有障碍物存在，获取备选放置路线；根据所述备选放置路线，获取最优放置路线，并传输至所述第二激光传感器；分析所述最优放置路线，控制所述第二激光传感器根据所述最优放置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机械臂的精准抓取方法，包括机械臂和机械手，所述机械臂上设置有摄像头、控制器、第一激光传感器和第二激光传感器，所述机械手设置在所述机械臂的工作端，其特征在于，包括：获取包含有机械手位置坐标和待搬运物体位置坐标的抓取位置矢量图，并将所述抓取位置矢量图传输至所述控制器；当检测到接收到所述抓取位置矢量图后，根据所述抓取位置矢量图分析出所述机械手位置坐标至所述待搬运物体位置坐标之间的一组抓取路线数据，并传输至所述第一激光传感器；当检测到所述抓取路线数据时，所述第一激光传感器根据所述抓取路线数据检测每条抓取路线上是否有障碍物存在，获取备选抓取路线；根据所述备选抓取路线，获取最优抓取路线，并传输至所述第二激光传感器；分析所述最优抓取路线，控制所述第二激光传感器根据所述最优抓取路线引导所述机械臂定点运动至所述待搬运物体位置坐标处；控制所述机械手完成抓取。

【技术特征摘要】
1.一种用于机械臂的精准抓取方法，包括机械臂和机械手，所述机械臂上设置有摄像头、控制器、第一激光传感器和第二激光传感器，所述机械手设置在所述机械臂的工作端，其特征在于，包括：获取包含有机械手位置坐标和待搬运物体位置坐标的抓取位置矢量图，并将所述抓取位置矢量图传输至所述控制器；当检测到接收到所述抓取位置矢量图后，根据所述抓取位置矢量图分析出所述机械手位置坐标至所述待搬运物体位置坐标之间的一组抓取路线数据，并传输至所述第一激光传感器；当检测到所述抓取路线数据时，所述第一激光传感器根据所述抓取路线数据检测每条抓取路线上是否有障碍物存在，获取备选抓取路线；根据所述备选抓取路线，获取最优抓取路线，并传输至所述第二激光传感器；分析所述最优抓取路线，控制所述第二激光传感器根据所述最优抓取路线引导所述机械臂定点运动至所述待搬运物体位置坐标处；控制所述机械手完成抓取。2.根据权利要求1所述的用于机械臂的精准抓取方法，其特征在于，所述当检测到所述抓取路线数据时，所述第一激光传感器根据所述抓取路线数据检测每条抓取路线上是否有障碍物存在，获取备选抓取路线的具体步骤包括：当检测到所述抓取路线数据时，所述第一激光传感器依次沿所述抓取路线数据内的每一条所述抓取路线进行激光束检测；当检测到任意所述抓取路线存在障碍物时，将该条所述抓取路线存储为障碍路线；当检测到任意所述抓取路线不存在障碍物时，将该条所述抓取路线存储为备选抓取路线。3.根据权利要求1所述的用于机械臂的精准抓取方法，其特征在于，所述根据所述备选抓取路线，获取最优抓取路线，并传输至所述第二激光传感器的具体步骤包括：获取所述备选抓取路线，分别分析所述第一激光传感器在每条所述备选抓取路线上使用的检测时间，获取检测时间数据；分析所述检测时间数据，确认所述检测时间数据内用时最短的为最快时间；根据所述最快时间，确认与所述最快时间相对应的所述备选抓取路线为最优抓取路线，并传输至所述第二激光传感器。4.根据权利要求1所述的用于机械臂的精准抓取方法，其特征在于，所述分析所述最优抓取路线，控制所述第二激光传感器根据所述最优抓取路线引导所述机械臂定点运动至所述待搬运物体位置坐标处的具体步骤包括：分析所述最优抓取路线，选取所述最优抓取路线上多个检测地点；将每个所述检测地点依次传输至所述控制器，控制所述第二激光传感器按照所述检测地点的传输顺序，依次用光束照射每个所述检测地点，同时控制所述机械臂在所述第二激光传感器光束照射后依次移动至每个所述检测地点，直至运动至所述待搬运物体位置坐标处。5.根据权利要求4所述的用于机械臂的精准抓取方法，其特征在于，所述将每个所述检测地点依次传输至所述控制器，控制所述第二激光传感器按照所述检测地点的传输顺序，依次用光束照射每个所述检测地点，同时控制所述机械臂在所述第二激光传感器光束照射后依次移动至每个所述检测地点，直至运动至所述待搬运物体位置坐标处的步骤中，所述第二激光传感器的光束照射至任意一个检测地点后，仅在所述机械手准确移动至当前所述检测地点时，所述第二激光传感器将光束移动至下一顺序的检测地点进行照射。6.根据权利要求1所述的用于机械臂的精准抓取...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保山，
申请(专利权)人：王保山，
类型：发明
国别省市：河南,41