控制方法、控制裝置及柔性機械手系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔性機械手領(lǐng)域，具體涉及一種控制方法、控制裝置及柔性機械手系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有柔性機械手需要復(fù)雜的視覺處理，分析并對目標(biāo)物體的位置姿態(tài)進行辨識和實時追蹤，需要實時傳感器測量并實時進行大量計算，同時需要精確度高的剛性機器手完成抓取運作，系統(tǒng)成本高，復(fù)雜，且抓取有效性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一為此，本發(fā)明提出一種控制方法。
[0004]本發(fā)明實施方式的控制方法用于控制柔性機械手抓取目標(biāo)物體，所述柔性機械手包括至少兩個柔性機械手指，所述控制方法包括以下步驟:
[0005]計算步驟，根據(jù)所述柔性機械手的參數(shù)及所述目標(biāo)物體的參數(shù)計算適合于抓取所述目標(biāo)物體的所述柔性機械手指的指尖距離范圍;及
[0006]第一控制步驟，控制所述柔性機械手在所述指尖距離范圍內(nèi)抓取所述目標(biāo)物體；及
[0007]第二控制步驟，在抓取過程中根據(jù)所述目標(biāo)物體的參數(shù)調(diào)整所述柔性機械手指的指尖距尚。
[0008]采用本發(fā)明實施方式的控制方法，在抓取過程中根據(jù)所述目標(biāo)物體的參數(shù)調(diào)整所述柔性機械手指的指尖距離，以使目標(biāo)物體不易滑落，可提升抓取的成功率，提升抓取的自動化程度，減少人工干預(yù)，提升抓取效率。解決了現(xiàn)有技術(shù)的某些問題。
[0009]本發(fā)明還提供了一種控制裝置，所述控制裝置控制柔性機械手抓取目標(biāo)物體，所述柔性機械手包括至少兩個柔性機械手指，所述控制裝置包括:
[0010]計算模塊，用于根據(jù)所述柔性機械手的參數(shù)及所述目標(biāo)物體的參數(shù)計算適合于抓取所述目標(biāo)物體的所述柔性機械手指的指尖距離范圍;及
[0011 ]控制模塊，用于控制所述柔性機械手在所述指尖距離范圍內(nèi)抓取所述目標(biāo)物體，及用于在抓取過程中根據(jù)所述目標(biāo)物體的參數(shù)調(diào)整所述柔性機械手指的指尖距離。
[0012]本發(fā)明還提供了一種柔性機械手系統(tǒng)，其包括所述柔性機械手及上述實施方式中的所述控制裝置。
[0013]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0014]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0015]圖1是本發(fā)明實施方式的控制方法的流程示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實施方式的柔性機械手系統(tǒng)及控制裝置的功能模塊示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明實施方式中的柔性機械手抓取目標(biāo)物體的側(cè)視示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明實施方式中的柔性機械手抓取目標(biāo)物體的側(cè)視示意圖；
[0019]圖5是本發(fā)明實施方式的控制方法的計算步驟的流程示意圖；
[0020]圖6是本發(fā)明實施方式的控制裝置的控制模塊的功能模塊示意圖；
[0021 ]圖7是本發(fā)明實施方式的控制方法的流程示意圖；
[0022]圖8是本發(fā)明實施方式的控制方法的流程示意圖；
[0023]圖9是本發(fā)明實施方式的控制裝置的功能模塊示意圖；
[0024]圖10是本發(fā)明實施方式的控制方法的流程示意圖；
[0025]圖11是本發(fā)明實施方式的控制裝置的功能模塊示意圖；
[0026]圖12是本發(fā)明實施方式中的柔性機械手的側(cè)視示意圖；
[0027]圖13是本發(fā)明實施方式中的控制方法的流程示意圖；
[0028]圖14是本發(fā)明實施方式中的控制裝置的功能模塊示意圖；
[0029]圖15是本發(fā)明實施方式中的控制方法的流程示意圖；
[0030]圖16是本發(fā)明實施方式中的控制裝置的功能模塊示意圖；
[0031 ]圖17是本發(fā)明實施方式中的控制方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明。附圖中相同或類似的標(biāo)號自始至終表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。另外，下面結(jié)合附圖描述的本發(fā)明的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明的實施方式，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0033]請參閱圖1-4，本發(fā)明實施方式的控制方法用于控制柔性機械手300抓取目標(biāo)物體3000，其中柔性機械手300包括至少兩個柔性機械手指310。本實施方式的控制方法包括以下步驟:
[0034]SI，根據(jù)柔性機械手300的參數(shù)及目標(biāo)物體3000的參數(shù)計算適合于抓取目標(biāo)物體3000的指尖距離變化范圍；及
[0035]S2，控制柔性機械手300在指尖距離變化范圍內(nèi)抓取目標(biāo)物體3000，且在抓取過程中根據(jù)目標(biāo)物體3000的參數(shù)調(diào)整指尖距離。
[0036]請參閱圖2，本發(fā)明實施方式的控制裝置100包括計算模塊110及控制模塊130。作為例子，本發(fā)明實施方式的控制方法可以由本發(fā)明實施方式的控制裝置100實現(xiàn)，可應(yīng)用于柔性機械手系統(tǒng)1000。柔性機械手系統(tǒng)1000可以包括控制裝置100及柔性機械手300。
[0037]控制裝置100及柔性機械手300可以作為一個整體，例如將控制裝置100設(shè)置于柔性機械手300的手臂中。當(dāng)然，在其他實施方式中，控制裝置100也可以作為獨立于柔性機械手300的設(shè)備或裝置，并與柔性機械手300連接，并且可與不同種類的柔性機械手300兼容搭配，以更好地拓展柔性機械手系統(tǒng)1000的功能。在某些實施方式中，控制裝置100甚至可同時連接并控制多個柔性機械手300，并不局限于上面討論的實施方式。
[0038]本發(fā)明實施方式的控制方法的步驟SI可由計算模塊110實現(xiàn)，步驟S2可由控制模塊130實現(xiàn)。也就是說，計算模塊110可用于根據(jù)柔性機械手300的參數(shù)及目標(biāo)物體3000的參數(shù)計算適合于抓取目標(biāo)物體3000的指尖距離變化范圍；而控制模塊130可用于控制柔性機械手300在指尖距離變化范圍內(nèi)抓取目標(biāo)物體3000，且用于在抓取過程中根據(jù)目標(biāo)物體3000的參數(shù)調(diào)整指尖距離。
[0039]如此，根據(jù)柔性機械手300的參數(shù)，如柔性機械手指310的個數(shù)、彈性參數(shù)等，以及根據(jù)目標(biāo)物體3000的參數(shù)，如重量、最大形變量、尺寸等，計算出一個指尖距離變化范圍，在此指尖距離變化范圍內(nèi)可基本實現(xiàn)對目標(biāo)物體3000的抓取。
[0040]但有時會遇到特殊情況，如目標(biāo)物體3000重量過大、形變量過大或表面過于光滑等，易導(dǎo)致抓取失敗，此時需根據(jù)目標(biāo)物體3000的參數(shù)，對抓取時柔性機械手指310的指尖距離進行進一步修正以適應(yīng)目標(biāo)物體3000的參數(shù)，如減小指尖距離以使柔性機械手300把目標(biāo)物體3000抓得更緊。如此，可提升抓取的成功率，提升抓取的自動化程度，減少人工干預(yù)，提升抓取效率。
[0041 ]請參圖3-4，其中，若柔性機械手指310的數(shù)目為2，指尖距離可以指柔性機械手300空握時，兩個對向設(shè)置的柔性機械手指310的指尖之間的距離，但由于柔性機械手指310的數(shù)目若為3或5等奇數(shù)，柔性機械手指310并不對向分布，因此取柔性機械手指310的指尖到柔性機械手指310的對稱中心點的距離為指尖距離。
[0042]各個柔性機械手指310—般設(shè)計為均勻排列，如若柔性機械手300包括兩個柔性機械手指310，則這兩個柔性機械手指310相對設(shè)置，若包括三個柔性機械手指310，則這個三個柔性機械手指310兩兩之間相隔120°，所以各個柔性機械手指310抓取目標(biāo)物體3000時的受力可視為相同，各柔性機械手指310指尖距離，即指尖到對稱中心點的距離也相同。
[0043]請參閱圖3-4，當(dāng)柔性機械手300抓握目標(biāo)物體3000時，尤其是剛性的目標(biāo)物體3000，由于柔性機械手指310受到目標(biāo)物體3000的阻擋而不能繼續(xù)彎曲，此時即使增加柔性機械手指310的旋轉(zhuǎn)力矩，擠壓力增大，指尖卻不再有位移產(chǎn)生。本發(fā)明實施方式中的指尖距離指柔性機械手300空握時指尖至對稱中心點的距離。一般來說，若柔性機械手指310已經(jīng)與目標(biāo)物體3000貼合，增大指尖距離，由于柔性機械手指310的運動被阻擋，會產(chǎn)生更大的回復(fù)力，也就是會使目標(biāo)物體3000與柔性機械手指310之間的擠壓力對應(yīng)增大。因此若目標(biāo)物體過重或過滑，可采用減少指尖距離的方式增大擠壓力，以提高抓取的成功率。
[0044]請參閱圖5，在某些實施方式的控制方法中，步驟SI包括:
[0045]Sll，根據(jù)柔性機械手300的參數(shù)及目標(biāo)物體3000的參數(shù)計算指尖距離與擠壓力的關(guān)系，擠壓力為柔性機械手指310與被抓取的目標(biāo)物體3000之間的擠壓力;及
[0046]S13，根據(jù)上述關(guān)系計算指尖距離范圍中的最小值以使指尖距離對應(yīng)的擠壓力小于目標(biāo)物體3000的最大耐受擠壓力。
[0047]其中，步驟Sll及步驟S13可由某些實施方式的控制裝置100的計算模塊110實現(xiàn)。即計算模塊110用于根據(jù)柔性機械手300的參數(shù)及目標(biāo)物體3000的參數(shù)計算指尖距離與擠壓力的關(guān)系，擠壓力為柔性機械手指310與被抓取的目標(biāo)物體3000之間的擠壓力，及用于根據(jù)關(guān)系計算指尖距離范圍中的最小值以使指尖距離對應(yīng)的擠壓力小于目標(biāo)物體3000的最大耐受擠壓力。
[0048]為保證目標(biāo)物體3000不被“捏壞”，須使目標(biāo)物體3000與柔性機械手指310之間的擠壓力小于目標(biāo)物體30