一种集成关节-指尖-接触目标的多模态感知方法技术

技术编号:46493762 阅读:5 留言:0更新日期:2025-09-26 19:12
一种集成关节‑指尖‑接触目标的多模态感知方法,涉及机器人感知领域。为解决现有技术中存在传感器集成成本高、结构复杂、感知信息不全面、无法实现对关节‑指尖‑目标的统一多模态感知的缺陷,本发明专利技术提供的技术方案包括:获取绳索位移和弹簧变形量的步骤;根据绳索位移计算关节角度的步骤;根据弹簧变形量计算关节驱动力矩的步骤;根据关节角度计算指尖位置的步骤;根据关节驱动力矩反推指尖接触力的步骤;根据接触力与位移估算目标柔软度的步骤;根据接触状态记录指尖轨迹识别目标轮廓的步骤。适用于绳索驱动灵巧手在复杂操作任务中的多模态感知工作,尤其适合对目标物体进行柔性抓取、触觉识别与交互控制的应用场景。

【技术实现步骤摘要】

涉及机器人感知领域,具体涉及一种集成关节-指尖-接触目标的多模态感知算法。


技术介绍

1、随着机器人技术的不断发展,机器人对环境的感知能力成为其实现复杂任务的关键支撑。尤其在服务机器人、医疗康复、智能制造和航天操作等高精度场景中,拟人化的灵巧手作为末端执行器,正逐步取代传统刚性夹爪,其多自由度的灵活结构使其能够完成更为细致的抓取、操作与交互任务。然而,要实现对物体的灵巧操控,仅依靠机械结构远远不够,更依赖于对自身状态(如关节角度、接触力)以及外部对象(如形状、柔软度等)的精准感知。

2、目前,主流方案通常通过在机械手各个关节处安装角度编码器、力矩传感器以及在指尖配置高精度触觉传感器来获取这些信息。例如,shadow robot公司推出的灵巧手系统在每个指节安装多组角度传感器,并采用biotac等多模态触觉传感器来感知压力、振动与温度。但这种方式存在以下几方面的问题:

3、成本高昂:高精度的力觉和触觉传感器价格昂贵,且数量随自由度增加而大幅增加;

4、集成复杂:多传感器布线复杂,占用空间大,严重制约机械手小型化设计;...

【技术保护点】

1.一种集成关节-指尖-接触目标的多模态感知方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种集成关节-指尖-接触目标的多模态感知方法,其特征在于,获取绳索位移和弹簧变形量的步骤包括通过相机测量绳索起始点位置和弹簧端点位置的步骤。

3.根据权利要求1所述的一种集成关节-指尖-接触目标的多模态感知方法,其特征在于,根据绳索位移计算关节角度的步骤包括建立绳索长度变化与各关节角度之间的多项式拟合关系的步骤。

4.根据权利要求1所述的一种集成关节-指尖-接触目标的多模态感知方法,其特征在于,根据弹簧变形量计算关节驱动力矩的步骤包括根据弹簧刚度和张力换算关节...

【技术特征摘要】

1.一种集成关节-指尖-接触目标的多模态感知方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种集成关节-指尖-接触目标的多模态感知方法,其特征在于,获取绳索位移和弹簧变形量的步骤包括通过相机测量绳索起始点位置和弹簧端点位置的步骤。

3.根据权利要求1所述的一种集成关节-指尖-接触目标的多模态感知方法,其特征在于,根据绳索位移计算关节角度的步骤包括建立绳索长度变化与各关节角度之间的多项式拟合关系的步骤。

4.根据权利要求1所述的一种集成关节-指尖-接触目标的多模态感知方法,其特征在于,根据弹簧变形量计算关节驱动力矩的步骤包括根据弹簧刚度和张力换算关节力矩的步骤。

5.根据权利要求1所述的一种集成关节-指尖-接触目标的多模态感知方法,其特征在于,根据关节角度...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏承陈世伟
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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