【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，尤其涉及一种用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人。
技术介绍
1、随着自动化机器人在现代工业制造业中的应用场景不断地扩展，汽车产业中的自动化程度要求越来越高，自动化抓取机器人利用先进的机械设备和自动化技术完成不同类型汽车坐垫的抓取以及放置工作，汽车坐垫抓取过程中需要保证将汽车坐垫准确地放置在指定位置，对于实现物体的稳定抓取和放置控制是抓取机器人研究的基本问题和热点问题，相关领域技术人员对抓取机器人的完善的不断进步。
2、例如，中国专利申请：cn114248259a，该专利技术公开了一种可变换机器抓手来抓取物品的机器人抓手，包括驱动座，驱动座底部传动连接有对称的夹持抓滑动在其内侧，还包括：弹性片，弹性片固定于夹持抓中部一侧；收缩片，收缩片固定于夹持抓中部另一侧，弹性片限位滑动于收缩片内侧；拉伸弹簧，拉伸弹簧两端分别固定连接于弹性片和收缩片外壁两侧；本专利技术在夹持抓的中部增设有弹性片、收缩片、拉伸弹簧，使得机械爪在对物体进行夹持的过程中可以采用弹性片将物体包裹在内侧，使得机械爪在夹持任何形状的物体时都可以保证物体在夹持过程中的稳定性。
3、现有技术中还存在以下问题；
4、现有技术中未考虑汽车坐垫在抓取放置过程中，由于坐垫的弹性形变在放置过程的回弹会影响坐垫放置精度，现有技术不能根据坐垫形变对坐垫放置精度的影响程度适应性地调整坐垫放置方式，不能将坐垫回弹带来的影响数据化，且不能采取抵消回弹影响的措施，影响了汽车坐垫放置精度以及抓取机器人的工作效果。
技
1、为此，本专利技术提供一种用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，用以克服现有技术中汽车坐垫在抓取放置过程中，由于坐垫的弹性形变在放置过程的回弹会影响坐垫放置精度的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，包括：
3、抓取机构，包括机械臂以及设置在所述机械臂上的夹爪，以抓取坐垫放置在预定工位的坐垫底座上，所述夹爪包括对称设置的第一夹臂以及第二夹臂；
4、数据采集模块，包括设置在所述工位处用以采集坐垫底部的孔位图像的定位视觉单元，设置在所述机械臂上用以扫描坐垫表面获取各扫描点的点云数据的三维视觉单元以及设置在所述夹爪上用以采集各夹臂所受反作用力的受力采集单元；
5、特征提取单元，其用以基于所述坐垫表面各扫描点的点云数据构建坐垫表面轮廓模型，确定各扫描点在基准方向的最大坐标值差异量，基于抓取状态下坐垫的最大坐标值差异量以及夹臂所受反作用力的受力差异量计算姿态影响表征系数，以判定所述坐垫的抓取姿态是否影响坐垫放置；
6、动作执行模块，其与所述特征提取单元连接，包括下压单元以及预放置单元，
7、所述下压单元用以基于所述姿态影响表征系数调整所述抓取机构放置坐垫后的下压行程；
8、所述预放置单元用以控制所述机械臂带动所述夹爪悬停至预定位置，控制夹臂间距增大预定距离，基于夹臂间距增大前后所述孔位图像中的孔位偏移情况确定预放置偏移方向以及偏移距离，以控制所述机械臂带动所述夹爪以对应偏移方向以及偏移距离进行补偿移动。
9、进一步地，所述特征提取单元还用以基于坐垫底部平面为基准平面，垂直于所述基准平面构建基准方向坐标轴，获取抓取状态下坐垫表面的各扫描点在基准方向的最大坐标值以及最小坐标值，将所述最大坐标值与所述最小坐标值的差值确定为抓取状态下坐垫的最大坐标值差异量。
10、进一步地，所述特征提取单元按照公式（1）计算姿态影响表征系数，
11、
12、公式（1）中，u为所述姿态影响表征系数，da为抓取状态下坐垫的最大坐标值差异量，db为未抓取状态下坐垫的最大坐标值差异量，fd为所述第一夹臂与第二夹臂所受反作用力的受力差异量，fd0为预设的受力差异量参考值，μ为坐标值差异量的权重系数，γ为受力差异量的权重系数，满足μ+γ=1，e为常数。
13、进一步地，所述特征提取单元将所述姿态影响表征系数与预设的姿态影响表征系数阈值进行对比，
14、若所述姿态影响表征系数大于所述姿态影响表征系数阈值，则所述特征提取单元判定所述坐垫的抓取姿态影响坐垫放置。
15、进一步地，所述动作执行模块还用以基于所述姿态影响表征系数与预设的姿态影响表征系数参考值的对比结果判定启用下压单元或预放置单元，
16、若所述姿态影响表征系数小于或等于所述姿态影响表征系数参考值，则所述动作执行模块判定启用下压单元；
17、若所述姿态影响表征系数大于所述姿态影响表征系数参考值，则所述动作执行模块判定启用预放置单元。
18、进一步地，所述下压单元调整坐垫放置在所述坐垫底座的下压行程的调整量与所述姿态影响表征系数呈正相关。
19、进一步地，所述预放置单元还用以获取夹臂间距调整前后的孔位图像，确定若干孔位在夹臂间距调整前后的孔位偏移量，将孔位偏移量最大值确定为预放置偏移距离，将孔位偏移量最大值对应的孔的偏移方向确定为预放置偏移方向。
20、进一步地，所述预放置单元还用以确定夹臂间剩余松开距离，其中，
21、所述预放置单元获取当前夹臂间距以及坐垫在夹取方向上的最大宽度，将所述最大宽度与当前夹臂间距的差值确定为所述夹臂间剩余松开距离。
22、进一步地，所述预放置单元还用以确定坐垫回弹影响因子，其中，
23、所述预放置单元将所述预放置偏移距离与夹臂间距增大预定距离的比值确定为坐垫回弹影响因子。
24、进一步地，所述预放置单元用以确定所述补偿移动的补偿方向以及补偿距离，其中，
25、所述预放置单元将所述夹臂间剩余松开距离与所述坐垫回弹影响因子的乘积确定为所述补偿移动的补偿距离；
26、所述补偿移动的补偿方向与所述预放置偏移方向相反。
27、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术通过设置抓取机构、数据采集模块、特征提取单元以及动作执行模块，通过特征提取单元计算姿态影响表征系数，判定坐垫的抓取姿态是否影响坐垫放置，通过下压单元调整抓取机构放置坐垫后的下压行程，通过预放置单元控制机械臂带动夹爪悬停至预定位置，基于夹臂间距增大前后孔位图像中的孔位偏移情况确定预放置偏移方向以及偏移距离，以控制机械臂带动夹爪进行补偿移动，进而，实现了根据坐垫形变对坐垫放置精度的影响程度适应性地调整坐垫放置方式，将坐垫回弹带来的影响数据化，并采取抵消回弹影响的措施，提高了汽车坐垫放置精度以及抓取机器人的工作效果。
28、尤其，本专利技术通过设置特征提取单元计算姿态影响表征系数，在实际的坐垫抓取过程中，由于汽车坐垫的填充物较软且弹性较大，通过采集坐垫表面的点云数据可以直观地表征坐垫的形变程度，在规定方向上的坐标的差异量与之前未抓取状态坐垫的坐标差异量的对比情况可以清晰地反映坐垫在抓取状态下发生的形变大小，坐标值差异量越大，表征坐垫发生形变越大，对坐垫放置的精度影响也越大，同样地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述特征提取单元还用以基于坐垫底部平面为基准平面，垂直于所述基准平面构建基准方向坐标轴，获取抓取状态下坐垫表面的各扫描点在基准方向的最大坐标值以及最小坐标值，将所述最大坐标值与所述最小坐标值的差值确定为抓取状态下坐垫的最大坐标值差异量。
3.根据权利要求2所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述特征提取单元按照公式（1）计算姿态影响表征系数，
4.根据权利要求3所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述特征提取单元将所述姿态影响表征系数与预设的姿态影响表征系数阈值进行对比，
5.根据权利要求4所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述动作执行模块还用以基于所述姿态影响表征系数与预设的姿态影响表征系数参考值的对比结果判定启用下压单元或预放置单元，
6.根据权利要求5所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述下压单元调整坐垫放置在所述坐垫
7.根据权利要求1所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述预放置单元还用以获取夹臂间距调整前后的孔位图像，确定若干孔位在夹臂间距调整前后的孔位偏移量，将孔位偏移量最大值确定为预放置偏移距离，将孔位偏移量最大值对应的孔的偏移方向确定为预放置偏移方向。
8.根据权利要求7所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述预放置单元还用以确定夹臂间剩余松开距离，其中，
9.根据权利要求7所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述预放置单元还用以确定坐垫回弹影响因子，其中，
10.根据权利要求9所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述预放置单元用以确定所述补偿移动的补偿方向以及补偿距离，其中，
...【技术特征摘要】
1.一种用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述特征提取单元还用以基于坐垫底部平面为基准平面，垂直于所述基准平面构建基准方向坐标轴，获取抓取状态下坐垫表面的各扫描点在基准方向的最大坐标值以及最小坐标值，将所述最大坐标值与所述最小坐标值的差值确定为抓取状态下坐垫的最大坐标值差异量。
3.根据权利要求2所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述特征提取单元按照公式（1）计算姿态影响表征系数，
4.根据权利要求3所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述特征提取单元将所述姿态影响表征系数与预设的姿态影响表征系数阈值进行对比，
5.根据权利要求4所述的用于汽车坐垫生产车间的抓取机器人，其特征在于，所述动作执行模块还用以基于所述姿态影响表征系数与预设的姿态影响表征系数参考值的对比结果判定启用下压单元或预放置单...
【专利技术属性】
技术研发人员：李博洋，
申请(专利权)人：北京李尔现代坦迪斯汽车系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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