专利名称：多传感器反馈自适应机器人手指装置及其控制方法
技术领域：
本发明属于机器人手技术领域，特别涉及一种多传感器反馈自适应机器人手指装置及其控制方法的设计。
背景技术：
拟人机器人是机器人研究的尖端领域，其大部分功能需要机器手的操作来实现。 因此，手部结构的设计是拟人机器人设计的关键技术。自适应抓取具有自动适应物体形状、 大小的特点，降低了控制难度和成本，成为机器人手研究的一个热点。现有的具有自适应抓取特性的机器人手指都是机械式欠驱动手指，如利用齿轮传动实现的欠驱动手指(CN128^69C)、利用连杆传动实现的欠驱动手指(US5762390)。机械式欠驱动手指传动链长，在传动过程中会产生空程、间隙和丢步等问题，使手指抓取性能降低。机械式欠驱动手指的欠驱动触发阈值过大，且欠驱动手指的弯曲程度和物体挤压程度成正比，当手指根部的第一指段施加于物体上的抓取力较小时，欠驱动手指不能工作，当第一指段抓取力较大时，欠驱动手指虽然能够实现自适应抓取动作，但是会导致第二指段抓取力与第一指段抓取力相比非常小，且两者呈某种比例，为了提高第二指段抓取力，不得不增加第一指段抓取力，但是过大的第一指段抓取力会挤坏物体，因此，对许多物体的抓取来说，机械式欠驱动手指抓取方式很不理想。由电机和传感器实现的主动控制的灵巧手也能够实现对物体的抓取，但是灵巧手的缺点是对所抓物体的形状、大小没有自动适应性，需要经过大量的运动学和动力学的复杂计算，还需要针对当前问题进行复杂编程达到多关节协调运动控制，难以满足非结构化环境下的可靠的鲁棒抓取，这种依赖于大量传感器信息的综合应用、复杂运动学和动力学计算以及复杂控制理论的技术，成本昂贵、对操作人员要求高等不足，长期以来难以广泛实用化。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术的不足，提供一种多传感器反馈自适应机器人手指单元装置及其控制方法，该装置实现不同形状、大小物体的自适应抓取，同时多个指段对物体的抓取力是相互独立的而且易于独立调节控制，欠驱动触发阈值小仅需要很小的第一指段抓取力就可以使手指弯曲，结构简单，传动链短，控制容易，抓取稳定，可靠性高，适应范围广。本发明的技术方案如下本发明所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于包括第一指段、第二指段、关节轴、电机、触发传感器、停放传感器、停抓传感器、控制模块和电机驱动模块；控制模块包括停放输入端、停抓输入端、触发输入端、驱动输出端和复位端；所述的关节轴套设在第一指段中，第二指段套接在关节轴上并与关节轴相连，电机与第一指段固接，电机的输出轴与关节轴相连；控制模块的复位端连接复位信号；控制模块的驱动输出端与电机驱动模块的输入端连接，电机驱动模块的输出端与电机的引线连接；所述的触发传感器的信号引出端与控制模块的触发输入端连接；所述的触发传感器固定安装在第一指段的抓取面，采集所抓物体碰触第一指段的信息；当所抓物体接触第一指段并达到设定阈值时，触发传感器产生触发信号；当所抓物体未接触第一指段或者接触第一指段但未达到设定阈值时，触发传感器不产生触发信号；所述的停放传感器的信号引出端与控制模块的停放输入端连接；所述的停放传感器固定安装在第一指段、第二指段或关节轴上，采集第二指段相对于第一指段绕关节轴转动到某个设定角度的信息；当第二指段转动到该设定角度时，停放传感器产生停放信号； 当第二指段未转动到该设定角度时，停放传感器不产生停放信号；所述的停抓传感器的信号引出端与控制模块的停抓输入端连接；所述的停抓传感器固定安装在第一指段、第二指段或关节轴上，采集所抓物体接触第二指段的信息；当所抓物体接触第二指段并达到设定阈值时，停抓传感器产生停抓信号；当所抓物体未接触第二指段或者接触第二指段但未达到设定阈值时，停抓传感器不产生停抓信号；所述的控制模块运行控制程序，利用来自触发传感器、停抓传感器和停放传感器的各种信号，发出指令通过电机驱动模块驱动电机转动，实现弯曲或伸直手指的功能。本发明所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于所述的触发传感器采用多个且呈阵列布置。本发明所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于所述的触发传感器采用位移传感器、压力传感器或力矩传感器。本发明所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于所述的触放传感器采用多个且呈阵列布置。本发明所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于所述的停放传感器采用位移传感器、压力传感器、力矩传感器或电机电流检测传感器。本发明所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于所述的停抓传感器采用多个且呈阵列布置。本发明所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于所述的停抓传感器采用位移传感器、压力传感器、力矩传感器或电机电流检测传感器。本发明所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于所述的控制模块采用计算机、PLD、CPLD, PLC、单片机、DSP和FPGA中一种或几种的组合，控制模块内含有A/D转换子模块。本发明提供的一种采用所述多传感器反馈自适应机器人手指单元装置的自适应多关节手指装置，其特征在于包括多个指段、多个关节轴、多个电机、多个位移传感器、多个停放传感器、至少一个停抓传感器、控制模块和电机驱动模块。本发明提供的一种采用如权利要求1所述多传感器反馈自适应机器人手指单元装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤a)令复位标志位为R，令停放标志位为B，令停抓标志位为F ；开始时，令复位标志位 R = 0 ；b)控制模块的停放输入端接收到停放传感器的停放信号，则令停放标志位B=I;否则令停放标志位B = O;c)控制模块的停抓输入端接收到停抓传感器的停抓信号，则令停抓标志位F=I; 否则令停抓标志位F = O;d)控制模块的复位端接收到复位信号，则令复位标志位R = 1，进行步骤f)；否则进行步骤e)；e)控制模块的触发输入端接收到触发传感器的触发信号，则进行步骤j)；否则进行步骤f)；f)若停放标志位B = 1，则进行步骤η)；否则进行步骤g)；g)在预定的小时间段At内驱动电机反转，效果是使得第二指段绕关节轴向放开物体方向转动一个小角度，进行步骤h)；h)控制模块的复位端未接收到复位信号且复位标志位R = 1，则进行步骤η)；否则进行步骤i)；i)控制模块的停放输入端接收到停放传感器的停放信号，则进行步骤η)；否则进行步骤g)；j)若停抓标志位F = 1，则进行步骤η)；否则进行步骤k)；k)在预定的小时间段At内驱动电机正转，效果是使得第二指段绕关节轴向抓取物体方向转动一个小角度，进行步骤1)；1)控制模块的复位端接收到复位信号，则进行步骤η)；否则进行步骤m)；m)控制模块的停抓输入端接收到停抓传感器的停抓信号，则进行步骤η)；否则进行步骤k)；η)停止电机转动，进行步骤a)。本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果本发明利用多传感器反馈信号、电机驱动与控制模块和自适应抓取的控制方法综合实现了参数可调、程序控制的一种机器人手指装置，通过采集物体接触或离开手指的信息实现不同形状、大小物体的自适应的自动抓取。该装置与传统机械式自适应手指相比，抓取效果更优，第一指段、第二指段对物体的抓取力是相互独立的，便于稳定抓取；抓取力可控，更容易触发自适应抓取动作在物体以较小的力碰触第一指段时也能实现第二指段的可靠转动；传动链短，从而减少了传动间隙和控制死区，抓取过程更稳定，适应范围广。该装置与传统的主动控制灵巧手指相比，具有自适应抓取的特性，对不同物体抓取时无需重新编程，使用简单方便，满足了多数抓取需要。利用该装置可以实现高灵巧自由度、高自适应、 低控制难度和高可靠性的机器人手。
图1是本发明所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置的一种实施例的侧面剖视图，该实施例中，第一位移传感器采用电容式位移传感器，停抓传感器采用电容式位移传感器，停放传感器采用开关。图2是图1所示实施例的正面剖视图。图3是图1所示实施例的侧面外观图。图4是图1所示实施例的正面外观图。
图5是图1所示实施例的三维外观图。图6是图1所示实施例的三维爆炸图。图7是图1所示实施例的电路连接原理示意图。图8是本发明提供的采用多传感器反馈自适应机器人手指单元装置的控制方法的流程图。图9是本发明提供的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置的另一种实施例的侧面剖视图，该实施例中，第一位移传感器采用开关阵列，停抓传感器采用力矩传感器， 停放传感器采用开关。图10是图9所示实施例的正面外观图。图11是图9所示实施例所用的开关阵列中单个开关的侧面剖视图。图12是图9所示实施例的三维爆炸图。图13是图1所示实施例所用电容式位移传感器的电路图，利用可变电容变化实现了电压随之相应变化，从而将手指表面的位移变化量转换为电路的电压变化输出。图14、图15、图16和图17是图1所示实施例在外力将物体推动至接触手指第一指段表面时，该手指第二指段实现自适应抓取的过程示意图。图18、图19、图20和图21是图1所示实施例在根部主动关节带动转动时，手指第一指段主动接触物体后实现自适应抓取的过程示意图。图22是利用两个图1所示实施例串联构成的自适应多关节手指装置的实施例。图23、图M和图25是图22所示自适应多关节手指装置实施例在外力将物体推动至接触手指第一指段表面时，该手指实现自适应抓取的过程示意图。在图1至图25中1-第一指段， 11-其他关节轴接口，2-第二指段，3-关节轴，31-销钉，32-轴承，4-电机，41-减速器，42-第一锥齿轮，43-第二锥齿轮，44-销钉，45-螺钉，5-触发传感器(此实施例采用电容式位移传感器)，51-固定基座，52-动端，53-簧件， 54-柔性面板，55-触发传感器阵列(此实施例采用开关阵列)，
6-停放传感器(此实施例采用开关)，
7-停抓传感器(此实施例采用电容式位移传感器)，71-固定基座，72-动端，73-簧件，74-柔性面板，75-停抓传感器(此实施例采用力矩传感器)，8-控制模块，9-电机驱动模块， 10-物体。
具体实施例方式下面结合附图及实施例进一步详细说明本发明具体结构、工作原理的内容。本发明所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置的一种实施例，如图1、图 2、图3、图4、图5、图6和图7所示，第一指段1、第二指段2、关节轴3、电机4、触发传感器 5、停放传感器6、停抓传感器7、控制模块8和电机驱动模块9 ；控制模块8包括停放输入端、停抓输入端、触发输入端、驱动输出端和复位端；所述的关节轴3通过轴承32套设在第一指段1中，第二指段2套接在关节轴3上并与关节轴3相连，第二指段2通过销钉31固接在关节轴3上，电机4与第一指段1通过螺钉45固接，电机4的输出轴与关节轴3相连，本实施例中电机4通过减速器41、第一锥齿轮42、第二锥齿轮43与关节轴3相连；控制模块 8的复位端连接复位信号，复位信号可以理解为主动放开所抓物体的信号；控制模块8的驱动输出端与电机驱动模块9的输入端连接，电机驱动模块9的输出端与电机4的引线连接。所述的触发传感器5的信号引出端与控制模块8的触发输入端连接；所述的触发传感器5固定安装在第一指段1的抓取面，采集所抓物体10碰触第一指段1的信息；当所抓物体10接触第一指段1并达到设定阈值时，触发传感器5产生触发信号；当所抓物体10 未接触第一指段1或者接触第一指段1但未达到设定阈值时，触发传感器5不产生触发信号。所述的停放传感器6的信号引出端与控制模块8的停放输入端连接；所述的停放传感器6固定安装在第一指段1、第二指段2或关节轴3上，采集第二指段2相对于第一指段1绕关节轴3转动到某个设定角度的信息；当第二指段2转动到该设定角度时，停放传感器6产生停放信号；当第二指段2未转动到该设定角度时，停放传感器6不产生停放信号。所述的停抓传感器7的信号引出端与控制模块8的停抓输入端连接；所述的停抓传感器7固定安装在第一指段1、第二指段2或关节轴3上，采集所抓物体碰触第二指段2 的信息；当所抓物体10碰触第二指段2并达到设定阈值时，停抓传感器7产生停抓信号；当所抓物体10未接触第二指段2或者接触第二指段2但未达到设定阈值时，停抓传感器7不产生停抓信号。所述的控制模块8运行控制程序，利用来自触发传感器5、停抓传感器6和停放传感器7的各种信号，发出指令通过电机驱动模块9驱动电机4转动，实现弯曲或伸直手指的功能。本实施例中，所述的触发传感器5采用电容式位移传感器，称为第一位移传感器， 所述的第一位移传感器的机械结构包括固定基座51、动端52和簧件53，所述的第一位移传感器的固定基座51固定安装在第一指段1中，所述的第一位移传感器的动端52位于第一指段1的抓取物体10 —侧并从第一指段1中凸出，所述的第一位移传感器的动端镶嵌在固定基座51中并沿着垂直于手指表面的凸出和凹进方向滑动，所述的第一位移传感器的簧件53连接动端和固定基座51并使得动端52始终靠向第一指段1外表面一侧；电容式位移传感器的原理可以相当于一个可变电容，一种公知的可变电容式位移传感器的检测电路原理如图13所示。本实施例中，第一指段1表面覆盖有柔性面板M，柔性面板M将触发传感器5遮盖在第一指段1中。图13描述的电路中，输入输出电压存在如下函数关系U0 = -((VCf)Ui,其中Cx为被测可变电容Cx= eS/d, ε为电介质介电常数，S为极板面积，d为两极板间距离。本实施例中，电介质采用橡胶。由于橡胶本身具有弹性，所以它同时也起到了权利要求书中所述的位移传感器物理结构中簧件的作用。在本实施例中，位移传感器的动端52的运动导致d 的改变，从而导致U0改变。本发明所述的触发传感器可以采用多个且呈阵列布置。所述的触发传感器可以采用位移传感器、压力传感器或力矩传感器。例如图9、图10、图11和图12所示的另一实施例采用了多个触发传感器，具体为开关阵列阳。本发明所述的停放传感器可以采用多个且呈阵列布置。所述的停放传感器可以采用位移传感器、压力传感器、力矩传感器或电机电流检测传感器。图1所示的实施例中，停放传感器6采用开关。本发明所述的停抓触发传感器可以采用多个且呈阵列布置。例如，停抓传感器也可以采用开关阵列实现。所述的停抓传感器7可以采用位移传感器、压力传感器、力矩传感器或电机电流检测传感器。图9所示的实施例中，停抓传感器采用力矩传感器75。当停抓传感器采用压力传感器时，所述的压力传感器固定安装在第二指段的表面并位于第二指段的抓取物体一侧，当压力传感器的压力值超过预定阈值Pl时，压力传感器发出停抓信号。当停抓传感器采用力矩传感器时，所述的力矩传感器固定安装在电机的输出轴与关节轴之间或者力矩传感器安装在关节轴与第二指段之间，当力矩传感器的力矩值超过预定阈值Ml时，力矩传感器发出停抓信号。当停抓传感器采用电机电流检测传感器时，当检测到的电机输入电流值超过预定阈值Il时，电机电流检测模块发出停抓信号。在图1所示的实施例中，所述的停抓传感器7采用位移传感器，该传感器称为第二位移传感器，所述的第二位移传感器的机械结构包括固定基座71、动端72和簧件73，所述的第二位移传感器的固定基座71固定安装在第二指段2中，所述的第二位移传感器的动端 72位于第二指段2的抓取物体10—侧并从第二指段2中凸出，所述的第二位移传感器的动端镶嵌在固定基座71中并沿着凸出和凹进方向滑动，所述的第二位移传感器的簧件73连接动端72和固定基座71并使得动端72始终靠向第二指段外表面一侧；当第二位移传感器的动端72的位移量超过预定阈值T2时，第二位移传感器7发出停抓信号。本实施例中，第二指段2表面覆盖有柔性面板74，柔性面板74将停抓传感器7遮盖在第二指段2中。所述的位移传感器可以是电阻式位移传感器、电感式位移传感器、电容式位移传感器、光电式位移传感器、超声波式位移传感器、霍尔式位移传感器、陀螺仪式位移传感器或开关。本发明所述的装置中，所述的控制模块采用计算机、PLD、CPLD、PLC、单片机、DSP和 FPGA中一种或几种的组合，控制模块内含有A/D转换子模块。本实施例中，控制模块8采用单片机实现，该单片机带有A/D转换子模块。本发明所述的一种采用所述多传感器反馈自适应机器人手指单元装置的自适应多关节手指装置，包括多个指段、多个关节轴、多个电机、多个位移传感器、多个停放传感器、至少一个停抓传感器、控制模块和电机驱动模块。图22为该自适应多关节手指装置的一种实施例，具体为一种自适应抓取两关节手指装置，具有两个手指单元并安装串联方式构成，包括3个指段下指段、中指段和上指段、2个关节轴、2个电机、2个位移传感器、2个停放传感器、1个停抓传感器、控制模块和电机驱动模块。其中，中指段上的位移传感器既充当了下部手指单元的停抓传感器，也同时是上部手指单元的触发传感器。图23至图25为其动作过程，不再赘述。本实施例中，本发明提供的一种采用如权利要求1所述多传感器反馈自适应机器人手指单元装置的控制方法，如图8所示，包括如下步骤
a)令复位标志位为R，令停放标志位为B，令停抓标志位为F ；开始时，令复位标志位 R = 0 ；b)控制模块8的停放输入端接收到停放传感器的停放信号，则令停放标志位B = 1 ；否则令停放标志位B = O;c)控制模块8的停抓输入端接收到停抓传感器6的停抓信号，则令停抓标志位F =1 ；否则令停抓标志位F = O;d)控制模块8的复位端接收到复位信号，则令复位标志位R = 1，进行步骤f)；否则进行步骤e)；e)控制模块8的触发输入端接收到触发传感器5的触发信号，则进行步骤j)；否则进行步骤f)；f)若停放标志位B = 1，则进行步骤η)；否则进行步骤g)；g)在预定的小时间段Δ t内驱动电机4反转，效果是使得第二指段2绕关节轴3 向放开物体方向转动一个小角度，进行步骤h)；h)控制模块8的复位端未接收到复位信号且复位标志位R = 1，则进行步骤η)； 否则进行步骤i)；i)控制模块8的停放输入端接收到停放传感器7的停放信号，则进行步骤η)；否则进行步骤g)；j)若停抓标志位F = 1，则进行步骤η)；否则进行步骤k)；k)在预定的小时间段Δ t内驱动电机4正转，效果是使得第二指段2绕关节轴3 向抓取物体方向转动一个小角度，进行步骤1)；1)控制模块8的复位端接收到复位信号，则进行步骤η)；否则进行步骤m)；m)控制模块8的停抓输入端接收到停抓传感器6的停抓信号，则进行步骤η)；否则进行步骤k)； η)停止电机4转动，进行步骤a)。本实施例的工作原理，结合图14至图21，叙述如下本实施例可在两种情况下实现对物体的自适应抓取(al)第一种情况是待抓物体10被外力推向第一指段1表面，使触发传感器5发出触发信号，控制模块8驱动电机4正转让第二指段2弯曲，实现抓取，无论物体10形状、尺寸，第二指段2均能够接触物体10。当第二指段2接触物体10时，停抓传感器7发出停抓信号，控制模块8停止电机4转动，实现了自适应抓取功能，如图14至图17。当放开物体10时，物体10在外力作用下离开手指而不再挤压第一指段1，将触发传感器5不再给出触发信号，此时，控制模块8驱动电机4反转让第二指段2伸直，实现恢复初始伸直位置。(a2)第二种情况是第一指段1下部的其他关节轴接口 11安装在主动关节轴上，当该主动关节转动时，使得第一指段1绕主动关节轴转动，第一指段1接触物体10，使触发传感器5发出触发信号，控制模块8驱动电机4正转让第二指段2弯曲，实现抓取，无论物体 10形状、尺寸，第二指段2均能够接触物体。当第二指段2接触物体时，停抓传感器7发出停抓信号，控制模块8停止电机4转动，实现了自适应抓取功能，如图18至图21所示。当放开物体10时，主动关节反转，使得物体10离开手指而不再挤压第一指段1，将触发传感器5不再给出触发信号，此时，控制模块8驱动电机4反转让第二指段2伸直，实现恢复初始伸直位置。停放传感器6检测手指是否已经伸直(或者其他某个初始弯曲角度)，当手指恢复到初始角度，如伸直状态，停放传感器6发出停放信号，控制模块8将停止电机4转动，实现了手指归位。此外，在某些情况下，根据需要可以采用复位信号进行手指装置的复位，手指伸直转动到初始位置。本发明利用多传感器反馈信号、电机驱动与控制模块和自适应抓取控制算法综合实现了参数可调、程序控制的一种机器人手指装置，通过采集物体接触或离开手指的信息实现不同形状、大小物体的自适应抓取。该装置与传统机械式自适应手指相比，抓取效果更优，第一指段、第二指段对物体的抓取力是相互独立的，便于稳定抓取；抓取力可控，更容易触发自适应抓取在物体以较小的力碰触第一指段时也能实现第二指段的可靠转动；传动链短，从而减少了传动间隙和控制死区，抓取过程更稳定。该装置与传统的主动控制灵巧手指相比，具有自适应抓取特性，对不同物体抓取时无需重新编程，使用简单方便，满足了多数抓取需要。利用该装置可以实现高灵巧自由度、高自适应、低控制难度和高可靠性的机器人手。
权利要求
1.一种多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于包括第一指段(1)、第二指段O)、关节轴(3)、电机G)、触发传感器(5)、停放传感器 (6)、停抓传感器(7)、控制模块⑶和电机驱动模块(9)；控制模块包括停放输入端、停抓输入端、触发输入端、驱动输出端和复位端；所述的关节轴套设在第一指段中，第二指段套接在关节轴上并与关节轴相连，电机与第一指段固接，电机的输出轴与关节轴相连；控制模块的复位端连接复位信号；控制模块的驱动输出端与电机驱动模块的输入端连接，电机驱动模块的输出端与电机的引线连接；所述的触发传感器的信号引出端与控制模块的触发输入端连接；所述的触发传感器固定安装在第一指段的抓取面，采集所抓物体碰触第一指段的信息；所述的停放传感器的信号引出端与控制模块的停放输入端连接；所述的停放传感器固定安装在第一指段、第二指段或关节轴上，采集第二指段相对于第一指段绕关节轴转动到某个设定角度的信息；所述的停抓传感器的信号引出端与控制模块的停抓输入端连接；所述的停抓传感器固定安装在第一指段、第二指段或关节轴上，采集所抓物体接触第二指段的信息；所述的控制模块运行控制程序，利用来自触发传感器、停抓传感器和停放传感器的各种信号，发出指令通过电机驱动模块驱动电机转动，实现弯曲或伸直手指的功能。
2.如权利要求1所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于所述的触发传感器采用多个且呈阵列布置。
3.如权利要求1或2所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于 所述的触发传感器采用位移传感器、压力传感器或力矩传感器。
4.如权利要求1所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于所述的停放传感器采用多个且呈阵列布置。
5.如权利要求1或4所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于 所述的停放传感器采用位移传感器、压力传感器、力矩传感器或电机电流检测传感器。
6.如权利要求1所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于所述的停抓传感器采用多个且呈阵列布置。
7.如权利要求1或6所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于 所述的停抓传感器采用位移传感器、压力传感器、力矩传感器或电机电流检测传感器。
8.如权利要求1所述的多传感器反馈自适应机器人手指单元装置，其特征在于所述的控制模块采用计算机、PLD、CPLD、PLC、单片机、DSP和FPGA中一种或几种的组合，控制模块内含有A/D转换子模块。
9.一种采用如权利要求1所述多传感器反馈自适应机器人手指单元装置的自适应多关节手指装置，其特征在于包括多个指段、多个关节轴、多个电机、多个位移传感器、多个停放传感器、至少一个停抓传感器、控制模块和电机驱动模块。
10.一种采用如权利要求1所述多传感器反馈自适应机器人手指单元装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤a)令复位标志位为R，令停放标志位为B，令停抓标志位为F；开始时，令复位标志位R =0 ；b)控制模块的停放输入端接收到停放传感器的停放信号，则令停放标志位B= 1 ；否则令停放标志位B = O;c)控制模块的停抓输入端接收到停抓传感器的停抓信号，则令停抓标志位F=1 ；否则令停抓标志位F = O;d)控制模块的复位端接收到复位信号，则令复位标志位R=1，进行步骤f)；否则进行步骤e)；e)控制模块的触发输入端接收到触发传感器的触发信号，则进行步骤j)；否则进行步骤f)；f)若停放标志位B= 1，则进行步骤η)；否则进行步骤g)；g)在预定的小时间段At内驱动电机反转，效果是使得第二指段绕关节轴向放开物体方向转动一个小角度，进行步骤h)；h)控制模块的复位端未接收到复位信号且复位标志位R=1，则进行步骤η)；否则进行步骤i)；i)控制模块的停放输入端接收到停放传感器的停放信号，则进行步骤η)；否则进行步骤g)；j)若停抓标志位F= 1，则进行步骤η)；否则进行步骤k)；k)在预定的小时间段At内驱动电机正转，效果是使得第二指段绕关节轴向抓取物体方向转动一个小角度，进行步骤1)；1)控制模块的复位端接收到复位信号，则进行步骤η)；否则进行步骤m)；m)控制模块的停抓输入端接收到停抓传感器的停抓信号，则进行步骤η)；否则进行步骤k)；η)停止电机转动，进行步骤a)。
全文摘要
多传感器反馈自适应机器人手指装置及其控制方法，属于机器人手技术领域。该装置包括两个指段、关节轴、电机、三个传感器、控制模块和电机驱动模块。该装置利用多传感器反馈信号、电机驱动与控制模块和自适应抓取控制算法综合实现了参数可调、程序控制的一种机器人手指装置，可以实现不同形状、大小物体的自适应抓取，更容易触发自适应抓取动作，抓取稳定，抓取力可控，传动链短，对不同物体抓取时无需重新编程，使用简单方便，满足了多数抓取需要，可实现高灵巧自由度、高自适应、低控制难度和高可靠性的机器人手。
文档编号B25J15/08GK102303316SQ20111009237
公开日2012年1月4日 申请日期2011年4月13日 优先权日2011年4月13日
发明者张文增, 李博闻 申请人:清华大学