一种柔顺夹持器的自适应抓取方法及其抓取系统技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种柔顺夹持器的自适应抓取方法及其抓取系统
本专利技术涉及抓取系统
，更具体地说，涉及一种柔顺夹持器的自适应抓取方法及其抓取系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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：/n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；/n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；/n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，...

【技术特征摘要】
1.一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。


2.根据权利要求1所述的柔顺夹持器的自适应抓取方法，其特征在于：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是指：
设定夹持力阈值，对柔顺夹持器的夹持力进行检测并控制：
当微处理器检测到PA11端口电平置低时，进入夹持动作停止判断子函数，此时控制柔顺夹持器的电机每正转n圈后，均对检测到柔顺夹持器的夹持力与设定夹持力阈值进行比较：若当前检测到柔顺夹持器的夹持力大于设定夹持力阈值时，记为一次有效信号，否则继续检测并比较，控制柔顺夹持器继续夹持；当有效信号连续产生k次的时，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；其中，PA11端口为机械臂控制柜通过继电器a与微处理器连接的端口；n为整数且n>1，k为整数且k>3。


3.根据权利要求1所述的柔顺夹持器的自适应抓取方法，其特征在于：第四步，所述对柔顺夹持器的夹持力实时监控并调整是指：
设定夹持力区域范围，微处理器不断对检测到柔顺夹持器的夹持力进行判断，将检测到柔顺夹持器的夹持力限制在设定夹持力区域范围以内：当检测到柔顺夹持器的夹持力低于设定夹持力区域范围的最小值，则控制柔顺夹持器的电机正转，加大夹持力；当检测到柔顺夹持器的夹持力高于设定夹持力区域范围的最大值，则控制柔顺夹持器的电机反转，减小夹持力。


4.根据权利要求1所述的柔顺夹持器的自适应抓取方法，其特征在于：第四步中，所述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是指：当微处理器检测到PA12端口电平置低时，控制柔顺夹持器的电机反转n圈，柔顺夹持器作释放动作；其中，PA12端口为机械臂控制柜通过继电器c与微处理器连接的端口；n为整数且n>1。


5.根据权利要求1所述的柔顺夹持器的自适应抓取方法，其特征在于：在第一步中，所述根据获取的物体姿态计算物体的夹持宽度是指：首先过物体的质心O作斜率为k＝tanθ的直线；然后分别求解各斜率k的直线与物体轮廓两交点之间的距离；最后筛选出最短距离对应θ值作为判断物体姿态的变量，并将该最短距离记作物体的夹持宽度；其中，θ∈[0°，90°]。


6.根据权利要求1所述的柔顺夹持器的自适应抓取方法，其特征在于：在第二步中，所述微...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢清华，黄铭贤，林宗杰，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44