控制方法、控制裝置及柔性機械手系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及柔性機械手領域，具體涉及一種控制方法、控制裝置及柔性機械手系統。
【背景技術】
[0002]現有柔性機械手需要復雜的視覺處理，分析并對目標物體的位置姿態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，系統成本高，復雜，且抓取有效性低。
【發明內容】
[0003]本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一為此，本發明提出一種控制方法。
[0004]本發明實施方式的控制方法用于控制柔性機械手抓取目標物體，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，根據所述柔性機械手的參數及所述目標物體的參數計算適合于抓取所述目標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抓取所述目標物體；及
[0007]第二控制步驟，在抓取過程中根據所述目標物體的參數調整所述柔性機械手指的指尖距尚。
[0008]采用本發明實施方式的控制方法，在抓取過程中根據所述目標物體的參數調整所述柔性機械手指的指尖距離，以使目標物體不易滑落，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，提升抓取效率。解決了現有技術的某些問題。
[0009]本發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，用于根據所述柔性機械手的參數及所述目標物體的參數計算適合于抓取所述目標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抓取所述目標物體，及用于在抓取過程中根據所述目標物體的參數調整所述柔性機械手指的指尖距離。
[0012]本發明還提供了一種柔性機械手系統，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]本發明的附加方面和優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，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0014]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結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是本發明實施方式的控制方法的流程示意圖；
[0016]圖2是本發明實施方式的柔性機械手系統及控制裝置的功能模塊示意圖；
[0017]圖3是本發明實施方式中的柔性機械手抓取目標物體的側視示意圖；
[0018]圖4是本發明實施方式中的柔性機械手抓取目標物體的側視示意圖；
[0019]圖5是本發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是本發明實施方式的控制方法的流程示意圖；
[0022]圖8是本發明實施方式的控制方法的流程示意圖；
[0023]圖9是本發明實施方式的控制裝置的功能模塊示意圖；
[0024]圖10是本發明實施方式的控制方法的流程示意圖；
[0025]圖11是本發明實施方式的控制裝置的功能模塊示意圖；
[0026]圖12是本發明實施方式中的柔性機械手的側視示意圖；
[0027]圖13是本發明實施方式中的控制方法的流程示意圖；
[0028]圖14是本發明實施方式中的控制裝置的功能模塊示意圖；
[0029]圖15是本發明實施方式中的控制方法的流程示意圖；
[0030]圖16是本發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]以下結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。附圖中相同或類似的標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，下面結合附圖描述的本發明的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發明的實施方式，而不能理解為對本發明的限制。
[0033]請參閱圖1-4，本發明實施方式的控制方法用于控制柔性機械手300抓取目標物體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，根據柔性機械手300的參數及目標物體3000的參數計算適合于抓取目標物體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抓取目標物體3000，且在抓取過程中根據目標物體3000的參數調整指尖距離。
[0036]請參閱圖2，本發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，本發明實施方式的控制方法可以由本發明實施方式的控制裝置100實現，可應用于柔性機械手系統1000。柔性機械手系統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設置于柔性機械手300的手臂中。當然，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]本發明實施方式的控制方法的步驟SI可由計算模塊110實現，步驟S2可由控制模塊130實現。也就是說，計算模塊110可用于根據柔性機械手300的參數及目標物體3000的參數計算適合于抓取目標物體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抓取目標物體3000，且用于在抓取過程中根據目標物體3000的參數調整指尖距離。
[0039]如此，根據柔性機械手300的參數，如柔性機械手指310的個數、彈性參數等，以及根據目標物體3000的參數，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可基本實現對目標物體3000的抓取。
[0040]但有時會遇到特殊情況，如目標物體3000重量過大、形變量過大或表面過于光滑等，易導致抓取失敗，此時需根據目標物體3000的參數，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目標物體3000的參數，如減小指尖距離以使柔性機械手300把目標物體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，提升抓取效率。
[0041 ]請參圖3-4，其中，若柔性機械手指310的數目為2，指尖距離可以指柔性機械手300空握時，兩個對向設置的柔性機械手指310的指尖之間的距離，但由于柔性機械手指310的數目若為3或5等奇數，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，當柔性機械手300抓握目標物體3000時，尤其是剛性的目標物體3000，由于柔性機械手指310受到目標物體3000的阻擋而不能繼續彎曲，此時即使增加柔性機械手指310的旋轉力矩，擠壓力增大，指尖卻不再有位移產生。本發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已經與目標物體3000貼合，增大指尖距離，由于柔性機械手指310的運動被阻擋，會產生更大的回復力，也就是會使目標物體3000與柔性機械手指310之間的擠壓力對應增大。因此若目標物體過重或過滑，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，根據柔性機械手300的參數及目標物體3000的參數計算指尖距離與擠壓力的關系，擠壓力為柔性機械手指310與被抓取的目標物體3000之間的擠壓力;及
[0046]S13，根據上述關系計算指尖距離范圍中的最小值以使指尖距離對應的擠壓力小于目標物體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。即計算模塊110用于根據柔性機械手300的參數及目標物體3000的參數計算指尖距離與擠壓力的關系，擠壓力為柔性機械手指310與被抓取的目標物體3000之間的擠壓力，及用于根據關系計算指尖距離范圍中的最小值以使指尖距離對應的擠壓力小于目標物體3000的最大耐受擠壓力。
[0048]為保證目標物體3000不被“捏壞”，須使目標物體3000與柔性機械手指310之間的擠壓力小于目標物體30