一种夹取方法及机器人与流程

文档序号:15146151发布日期:2018-08-10 20:28阅读:324来源:国知局

本发明涉及机器人领域,具体而言,涉及一种夹取方法及机器人。



背景技术:

目前工业机器人夹持器机构(即机器人的手(夹)爪),是机器人操作机与工件、工具等直接接触并进行作业的装置,是机器人的关键部件之一。它的性能好坏对提高机器人效率,发挥机器人作用影响很大。新型夹持器机构的研制不仅可以改善机器人手(夹)爪功能而且能够扩大机器人应用领域。但是现有的工业机器人在夹取时容易出现夹取力过大,压力值不够导致的物品夹取不成功或者不合理,从而无法有效实现夹取,因此,现有技术中存在容易出现夹取力过大,压力值不够导致的物品夹取不成功或者不合理的技术问题。



技术实现要素:

本发明提供的一种夹取方法及机器人,旨在改善上述技术问题。

本发明提供的夹取方法,应用于机器人,所述机器人包括控制器、第一夹取装置、第二夹取装置、动力驱动系统和两个压力传感器,两个所述压力传感器分别安装于所述第一夹取装置和所述第二夹取装置内,两个所述压力传感器均与所述控制器连接,所述控制器与所述动力驱动系统电连接,所述动力驱动系统的输出轴分别与所述第一夹取装置和所述第二夹取装置连接,所述方法包括:所述控制器接收用户发送的夹取指令;所述控制器基于所述夹取指令控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器所采集的压力值;所述控制器判断所述压力值是否达到预设值;若是,所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置停止相向运动,以保持当前夹取物品状态;若否,所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置继续做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器所采集的压力值。

可选地,所述的所述控制器基于所述夹取指令控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器所采集的压力值,包括:所述控制器基于所述夹取指令控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置同一时刻做相向运动,以夹取物品,并实时获取两个所述压力传感器所采集的压力值。

可选地,所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置停止相向运动,以保持当前夹取物品状态,包括:所述控制器控制输出停止运动指令至所述动力驱动系统,以使所述动力驱动系统停止驱动所述第一夹取装置和所述第二夹取装置相向运动,以保持当前夹取物品状态。

可选地,所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置停止相向运动,以保持当前夹取物品状态,之后还包括:所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置将所夹取的物品基于预设运动轨迹夹取到目的地。

可选地,所述控制器判断所述压力值是否达到预设值,包括:所述控制器判断所述压力值是否大于或等于第一预设值且小于第二预设值,所述第一预设值小于所述第二预设值。

本发明提供的机器人,包括:控制器、第一夹取装置、第二夹取装置、动力驱动系统和两个压力传感器,两个所述压力传感器分别安装于所述第一夹取装置和所述第二夹取装置内,两个所述压力传感器均与所述控制器连接,所述控制器与所述动力驱动系统电连接,所述动力驱动系统的输出轴分别与所述第一夹取装置和所述第二夹取装置连接;所述控制器用于接收用户发送的夹取指令;以及用于基于所述夹取指令控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器所采集的压力值;以及用于判断所述压力值是否达到预设值;以及若所述压力值达到预设值时,所述控制器还用于控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置停止相向运动,以保持当前夹取物品状态;以及若所述压力值没有达到预设值时,所述控制器还用于控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置继续做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器所采集的压力值。

可选地,所述动力驱动系统包括动力系统、第一手臂和第二手臂,所述动力系统的一端与所述控制器电连接,所述动力系统的另一端分别与所述第一手臂和所述第二手臂连接,所述第一手臂与所述第一夹取装置连接,所述第二手臂与所述第二夹取装置连接,所述动力系统用于接收控制器所发出的驱动指令,驱动所述第一手臂和所述第二手臂进行移动,进而通过所述第一手臂和所述第二手臂分别驱动所述第一夹取装置和所述第二夹取装置进行夹取。

可选地,还包括本体和轮子,所述轮子安装于所述本体上,所述控制器安装于所述本体内。

上述本发明提供的一种夹取方法及机器人,通过接收用户发送的夹取指令,从而基于所述夹取指令控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器所采集的压力值,再通过判断所述压力值是否达到预设值;从而当所述压力值达到预设值时,所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置停止相向运动,以保持当前夹取物品状态,以及在所述压力值没有达到预设值时,所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置继续做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器所采集的压力值。进而通过压力值来准确判断对物品的夹取压力,有效避免夹取时,将物品损坏,或者是夹取失败,进而克服了现有技术问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明第一实施例提供的机器人的结构示意图;

图2为图1所示的机器人的第一夹取装置的爆炸图;

图3为图2所示夹取装置的第一视角的结构示意图;

图4为2所示的夹取装置的第二视角的结构示意图;

图5为图1所示的机器人的控制功能的功能模块示意图;

图6是本发明第二实施例提供的夹取方法的流程示意图。

图标:10-机器人;100-第一夹取装置;110-摩擦组件;120-底座组件;700-压力传感器;140-弹性连接组件;150-支撑板;111-第一摩擦件;112-第二摩擦件;113-第三摩擦件;121-第一底座;122-第二底座;123-第三底座;141-第一弹性连接件;142-第二弹性连接件;200-第二夹取装置;300-控制器;400-动力驱动系统;410-动力系统;420-第一手臂;430-第二手臂;421-第一臂杆;422-第二臂杆;500-本体;600-轮子。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参照图1至图5,本实施例提供一种机器人10,所述机器人10包括控制器300、第一夹取装置100、第二夹取装置200、动力驱动系统400和两个压力传感器700。

在本实施例中,所述第一夹取装置100包括:摩擦组件110、底座组件120、弹性连接组件140和支撑板150,所述摩擦组件110安装于所述底座组件120上,两个所述压力传感器700中一个安装于所述第一夹取装置100内,具体地,所述压力传感器700安装于所述摩擦组件110与所述底座组件120之间,所述压力传感器700与所述控制器连接,用于采集夹取物品时所受到的压力大小信号,并将所述压力大小信号传递至所述控制器300,所述弹性连接组件140安装于所述支撑板150上,所述底座组件120与所述弹性连接组件140连接。

在本实施例中,优选地,所述摩擦组件110为具有回弹特性且高摩擦系数的摩擦材料组成。例如摩擦材料可以是闭孔海绵或者是海绵,在此,不作具体限定。

作为一种实施方式,所述摩擦组件110包括第一摩擦件111、第二摩擦件112和第三摩擦件113。

其中,所述第一摩擦件111、所述第二摩擦件112和所述第三摩擦件113均安装于所述底座组件120上,所述第二摩擦件112的一端与所述第一摩擦件111连接,例如,此处所介绍的连接方式可以是拼接,也可以是可拆卸连接。所述第二摩擦件112的另一端与所述第三摩擦件113连接,例如,此处所介绍的连接方式可以是拼接,也可以是可拆卸连接。所述第二摩擦件112与所述第一摩擦件111之间形成的钝角等于所述第二摩擦件112与所述第三摩擦件113之间形成的钝角,例如,图1所示出的钝角a与钝角b,其中,钝角a与钝角b大小相同。

在本实施例中,所述第一摩擦件111、所述第二摩擦件112和所述第三摩擦件113均为具有回弹特性且高摩擦系数的摩擦材料组成。例如摩擦材料可以是闭孔海绵或者是海绵,在此,不作具体限定。通过所述第一摩擦件111、所述第二摩擦件112和所述第三摩擦件113在夹取物品时能适应复杂形状的物品轮廓,从而增加夹取物品的种类,有效提高了利用率。

作为一种实施方式,优选地,所述第一摩擦件111、所述第二摩擦件112和所述第三摩擦件113的厚度相同。

在本实施例中,所述第一摩擦件111、所述第二摩擦件112和所述第三摩擦件113均可以是矩形,也可以是其他形状,如圆形或者多边形,优选地,所述第一摩擦件111、所述第二摩擦件112和所述第三摩擦件113均为矩形。

在本实施例中,所述底座组件120包括第一底座121、第二底座122和第三底座123。

其中,所述第一摩擦件111安装于所述第一底座121上,所述第二摩擦件112安装于所述第二底座122上,且所述压力传感器700安装于所述第二摩擦件12与所述第二底座122之间,所述第三摩擦件113安装于所述第三底座123上,所述第一底座121、所述第二底座122和所述第三底座123均与所述弹性连接组件140连接,所述第二底座122与所述第一底座121之间形成的钝角等于所述第二底座122与所述第三底座123之间形成的钝角,且所述钝角等于所述第二摩擦件112与所述第一摩擦件111之间形成的钝角。例如,图1所示出的钝角c与钝角d,其中,钝角c与钝角d大小相同,钝角d与钝角b大小相同。

作为一种实施方式,第一底座121、第二底座122和第三底座123可以是不锈钢制成,也可以是铝合金制成,或者是塑料制成。在此,不作具体限定。

作为一种实施方式,第一底座121、第二底座122和第三底座123的形状与所述第一摩擦件111、所述第二摩擦件112和所述第三摩擦件113的形状相同。

作为一种实施方式,第一底座121、第二底座122和第三底座123上均开设有通孔,所述通孔用于将第一底座121、第二底座122和第三底座123与弹性连接组件140连接,例如,通过螺钉穿过第一底座121、第二底座122和第三底座123上所开设的通孔与所述弹性连接组件140连接,也可以是通过焊接的方式将第一底座121、第二底座122和第三底座123与弹性连接组件140连接。在此,不作具体限定。

在本实施例中,所述弹性连接组件140包括第一弹性连接件141和第二弹性连接件142。

其中,所述第一弹性连接件141与所述第二弹性连接件142相对安装于所述支撑板150上,所述第一弹性连接件141的一端固定于所述支撑板150上,所述第一弹性连接件141的另一端于所述第一底座121连接,所述第二弹性连接件142的一端固定于所述支撑板150上,所述第二弹性连接件142的另一端于所述第三底座123连接,所述第一弹性连接件141与所述支撑板150的连接端和所述第二弹性连接件142与所述支撑板150的连接端均与所述第二底座122连接。

在本实施例中,所述第一弹性连接件141与所述第二弹性连接件142均为弹性材料制成,如具有弹性的弹片。在此,不作具体限定。

在本实施例中,通过使用所述第一弹性连接件141和所述第二弹性连接件142可以使得该第一夹取装置100在夹取物品后能基于弹性原理回复原状,以保证第一夹取装置100的可重复性。

作为一种实施方式,优选地,所述第一弹性连接件141的数量为2个。

作为一种实施方式,优选地,所述第二弹性连接件142的数量为2个。

在本实施例中,所述支撑板150用于固定所述第一弹性连接件141和所述第二弹性连接件142。

在本实施例中,所述第二夹取装置200与所述第一夹取装置100相同,即构造完全相同,在此,不再赘述。

在本实施例中,所述控制器300与两个所述压力传感器700连接,用于接收压力传感器700所采集的压力大小信号,并根据压力大小信号进行判断,如当压力值达到预设值时,控制器300对机器人200内所预设的动力系统发出停止运动信号,以使夹取装置100达到夹取物品的效果。当机器人将物品搬运至目的地处时,控制器300对动力系统发出反向运动信号。以使第一夹取装置100和第二夹取装置200松开被夹取物。从而使得第一夹取装置100与第二夹取装置200之间的夹取、松开过程得以被智能化控制。具体地,所述控制器300用于接收用户发送的夹取指令;以及用于基于所述夹取指令控制所述第一夹取装置100和所述第二夹取装置200做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器700所采集的压力值;以及用于判断所述压力值是否达到预设值;以及若所述压力值达到预设值时,所述控制器300还用于控制所述第一夹取装置100和所述第二夹取装置200停止相向运动,以保持当前夹取物品状态;以及若所述压力值没有达到预设值时,所述控制器300还用于控制所述第一夹取装置100和所述第二夹取装置200继续做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器700所采集的压力值。

在本实施例中,所述控制器300可以是通用处理器,包括中央处理器(centralprocessingunit,简称cpu)、网络处理器(networkprocessor,简称np)等;还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

在本实施例中,所述控制器300安装于本体500内。

在本实施例中,所述本体500用于安装机器人200的其他电器元件,如动力系统,如电机、电源等,和视觉系统,如摄像头。在此,不作具体限定。

需要说明的是,本领域技术人员能够基于现有的机器人实现对机器人的动力系统以及视觉系统的实施和连接。

在本实施例中,所述动力驱动系统400包括动力系统410、第一手臂420和第二手臂430,所述动力系统410的一端与所述控制器300电连接,所述动力系统410的另一端分别与所述第一手臂420和所述第二手臂430连接,所述第一手臂420与所述第一夹取装置100连接,所述第二手臂430与所述第二夹取装置200连接,所述动力系统410用于接收控制器300所发出的驱动指令,驱动所述第一手臂420和所述第二手臂430进行移动,进而通过所述第一手臂420和所述第二手臂430分别驱动所述第一夹取装置100和所述第二夹取装置200进行夹取。

在本实施例中,所述动力系统410可以是驱动电机,驱动电机的一端与控制器300电连接,驱动电机的输出轴分别与所述第一手臂420和所述第二手臂430连接。

在本实施例中,所述动力系统410的数量为多个。

在本实施例中,所述第一手臂420与所述夹取装置100连接。

作为一种实施方式,所述第一手臂420包括第一臂杆421和第二臂杆422,所述第一臂杆421与所述第二臂422杆平行设置,所述第一臂杆421与所述第二臂422的一端均与所述支撑板连接,所述第一臂杆421与所述第二臂422的另一端与所述本体500连接,具体地,所述第一臂杆421与所述第二臂422的另一端与所述动力系统410连接。

在本实施例中,所述轮子600安装于本体500上,用于供所述机器人10进行移动。

在本实施例中,所述轮子600的数量为多个。

在本实施例中,两个所述压力传感器700均与所述控制器300电连接,例如,可以通过信号线将所述压力传感器700与所述控制器300连接,也可以采用集成在电路板上的方式使得所述压力传感器700与所述控制器300连接,所述压力传感器700用于采集夹取物品时所受到的压力大小信号,并将所述压力大小信号传递至所述控制器300。

第二实施例

请参照图6,是本发明实施例提供的夹取方法的流程图。所述夹取方法应用于机器人,所述机器人包括控制器、第一夹取装置、第二夹取装置、动力驱动系统和两个压力传感器,两个所述压力传感器分别安装于所述第一夹取装置和所述第二夹取装置内,两个所述压力传感器均与所述控制器连接,所述控制器与所述动力驱动系统电连接,所述动力驱动系统的输出轴分别与所述第一夹取装置和所述第二夹取装置连接,下面将对图6所示的具体流程进行详细阐述。

步骤s101,所述控制器接收用户发送的夹取指令。

步骤s102,所述控制器基于所述夹取指令控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器所采集的压力值。

作为一种实施发送,所述控制器基于所述夹取指令控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置同一时刻做相向运动,以夹取物品,并实时获取两个所述压力传感器所采集的压力值。其中,所述同一时刻是指第一夹取装置和所述第二夹取装置在同时做相向运动,从而将物品夹取。

步骤s103,所述控制器判断所述压力值是否达到预设值。

其中,所述预设值可以是根据夹取物品的种类不同,而设置不同的数值,具体地,所述预设值的选取可以根据用户的需求进行设置,在此,不作具体限定。

作为一种实施方式,所述控制器判断所述压力值是否大于或等于第一预设值且小于第二预设值,所述第一预设值小于所述第二预设值。

作为一种实施方式,当所述压力值没有达到预设值时,执行步骤s102。

步骤s104,若是,所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置停止相向运动,以保持当前夹取物品状态。

作为一种实施方式,所述控制器控制输出停止运动指令至所述动力驱动系统,以使所述动力驱动系统停止驱动所述第一夹取装置和所述第二夹取装置相向运动,以保持当前夹取物品状态。

作为一种实施方式,在步骤s1054之后还包括:所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置将所夹取的物品基于预设运动轨迹夹取到目的地。其中,所述预设运动轨迹为用户预先所设置的,或者是控制器接收到的位置信息,从而根据所接收到的位置信息进行移动。

步骤s105,若否,所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置继续做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器所采集的压力值。

在本实施例中,当压力值没有达到预设值时,控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置继续用力将物品进行夹紧操作,即所述第一夹取装置和所述第二夹取装置做相向运动,以实现夹紧动作,直到该压力值达到预设值时,停止做相向运动。

在本实施例中,优选地,当压力值没有达到预设值时,可以退回重新执行步骤s102,以确保压力值达到预设值。

综上所述,本发明提供的一种夹取方法及机器人,通过接收用户发送的夹取指令,从而基于所述夹取指令控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器所采集的压力值,再通过判断所述压力值是否达到预设值;从而当所述压力值达到预设值时,所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置停止相向运动,以保持当前夹取物品状态,以及在所述压力值没有达到预设值时,所述控制器控制所述第一夹取装置和所述第二夹取装置继续做相向运动,以夹取物品,并获取两个所述压力传感器所采集的压力值。进而通过压力值来准确判断对物品的夹取压力,有效避免夹取时,将物品损坏,或者是夹取失败,进而克服了现有技术问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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