控制方法、控制装置及柔性机械手系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柔性机械手领域，具体涉及一种控制方法、控制装置及柔性机械手系统。
【背景技术】
[0002]现有柔性机械手需要复杂的视觉处理，分析并对目标物体的位置姿态进行辨识和实时追踪，需要实时传感器测量并实时进行大量计算，同时需要精确度高的刚性机器手完成抓取运作，系统成本高，复杂，且抓取有效性低。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一为此，本发明提出一种控制方法。
[0004]本发明实施方式的控制方法用于控制柔性机械手抓取目标物体，所述柔性机械手包括至少两个柔性机械手指，所述控制方法包括以下步骤:
[0005]计算步骤，根据所述柔性机械手的参数及所述目标物体的参数计算适合于抓取所述目标物体的所述柔性机械手指的指尖距离范围;及
[0006]第一控制步骤，控制所述柔性机械手在所述指尖距离范围内抓取所述目标物体；及
[0007]第二控制步骤，在抓取过程中根据所述目标物体的参数调整所述柔性机械手指的指尖距尚。
[0008]采用本发明实施方式的控制方法，在抓取过程中根据所述目标物体的参数调整所述柔性机械手指的指尖距离，以使目标物体不易滑落，可提升抓取的成功率，提升抓取的自动化程度，减少人工干预，提升抓取效率。解决了现有技术的某些问题。
[0009]本发明还提供了一种控制装置，所述控制装置控制柔性机械手抓取目标物体，所述柔性机械手包括至少两个柔性机械手指，所述控制装置包括:
[0010]计算模块，用于根据所述柔性机械手的参数及所述目标物体的参数计算适合于抓取所述目标物体的所述柔性机械手指的指尖距离范围;及
[0011 ]控制模块，用于控制所述柔性机械手在所述指尖距离范围内抓取所述目标物体，及用于在抓取过程中根据所述目标物体的参数调整所述柔性机械手指的指尖距离。
[0012]本发明还提供了一种柔性机械手系统，其包括所述柔性机械手及上述实施方式中的所述控制装置。
[0013]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0014]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0015]图1是本发明实施方式的控制方法的流程示意图；
[0016]图2是本发明实施方式的柔性机械手系统及控制装置的功能模块示意图；
[0017]图3是本发明实施方式中的柔性机械手抓取目标物体的侧视示意图；
[0018]图4是本发明实施方式中的柔性机械手抓取目标物体的侧视示意图；
[0019]图5是本发明实施方式的控制方法的计算步骤的流程示意图；
[0020]图6是本发明实施方式的控制装置的控制模块的功能模块示意图；
[0021 ]图7是本发明实施方式的控制方法的流程示意图；
[0022]图8是本发明实施方式的控制方法的流程示意图；
[0023]图9是本发明实施方式的控制装置的功能模块示意图；
[0024]图10是本发明实施方式的控制方法的流程示意图；
[0025]图11是本发明实施方式的控制装置的功能模块示意图；
[0026]图12是本发明实施方式中的柔性机械手的侧视示意图；
[0027]图13是本发明实施方式中的控制方法的流程示意图；
[0028]图14是本发明实施方式中的控制装置的功能模块示意图；
[0029]图15是本发明实施方式中的控制方法的流程示意图；
[0030]图16是本发明实施方式中的控制装置的功能模块示意图；
[0031 ]图17是本发明实施方式中的控制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。另外，下面结合附图描述的本发明的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的限制。
[0033]请参阅图1-4，本发明实施方式的控制方法用于控制柔性机械手300抓取目标物体3000，其中柔性机械手300包括至少两个柔性机械手指310。本实施方式的控制方法包括以下步骤:
[0034]SI，根据柔性机械手300的参数及目标物体3000的参数计算适合于抓取目标物体3000的指尖距离变化范围；及
[0035]S2，控制柔性机械手300在指尖距离变化范围内抓取目标物体3000，且在抓取过程中根据目标物体3000的参数调整指尖距离。
[0036]请参阅图2，本发明实施方式的控制装置100包括计算模块110及控制模块130。作为例子，本发明实施方式的控制方法可以由本发明实施方式的控制装置100实现，可应用于柔性机械手系统1000。柔性机械手系统1000可以包括控制装置100及柔性机械手300。
[0037]控制装置100及柔性机械手300可以作为一个整体，例如将控制装置100设置于柔性机械手300的手臂中。当然，在其他实施方式中，控制装置100也可以作为独立于柔性机械手300的设备或装置，并与柔性机械手300连接，并且可与不同种类的柔性机械手300兼容搭配，以更好地拓展柔性机械手系统1000的功能。在某些实施方式中，控制装置100甚至可同时连接并控制多个柔性机械手300，并不局限于上面讨论的实施方式。
[0038]本发明实施方式的控制方法的步骤SI可由计算模块110实现，步骤S2可由控制模块130实现。也就是说，计算模块110可用于根据柔性机械手300的参数及目标物体3000的参数计算适合于抓取目标物体3000的指尖距离变化范围；而控制模块130可用于控制柔性机械手300在指尖距离变化范围内抓取目标物体3000，且用于在抓取过程中根据目标物体3000的参数调整指尖距离。
[0039]如此，根据柔性机械手300的参数，如柔性机械手指310的个数、弹性参数等，以及根据目标物体3000的参数，如重量、最大形变量、尺寸等，计算出一个指尖距离变化范围，在此指尖距离变化范围内可基本实现对目标物体3000的抓取。
[0040]但有时会遇到特殊情况，如目标物体3000重量过大、形变量过大或表面过于光滑等，易导致抓取失败，此时需根据目标物体3000的参数，对抓取时柔性机械手指310的指尖距离进行进一步修正以适应目标物体3000的参数，如减小指尖距离以使柔性机械手300把目标物体3000抓得更紧。如此，可提升抓取的成功率，提升抓取的自动化程度，减少人工干预，提升抓取效率。
[0041 ]请参图3-4，其中，若柔性机械手指310的数目为2，指尖距离可以指柔性机械手300空握时，两个对向设置的柔性机械手指310的指尖之间的距离，但由于柔性机械手指310的数目若为3或5等奇数，柔性机械手指310并不对向分布，因此取柔性机械手指310的指尖到柔性机械手指310的对称中心点的距离为指尖距离。
[0042]各个柔性机械手指310—般设计为均匀排列，如若柔性机械手300包括两个柔性机械手指310，则这两个柔性机械手指310相对设置，若包括三个柔性机械手指310，则这个三个柔性机械手指310两两之间相隔120°，所以各个柔性机械手指310抓取目标物体3000时的受力可视为相同，各柔性机械手指310指尖距离，即指尖到对称中心点的距离也相同。
[0043]请参阅图3-4，当柔性机械手300抓握目标物体3000时，尤其是刚性的目标物体3000，由于柔性机械手指310受到目标物体3000的阻挡而不能继续弯曲，此时即使增加柔性机械手指310的旋转力矩，挤压力增大，指尖却不再有位移产生。本发明实施方式中的指尖距离指柔性机械手300空握时指尖至对称中心点的距离。一般来说，若柔性机械手指310已经与目标物体3000贴合，增大指尖距离，由于柔性机械手指310的运动被阻挡，会产生更大的回复力，也就是会使目标物体3000与柔性机械手指310之间的挤压力对应增大。因此若目标物体过重或过滑，可采用减少指尖距离的方式增大挤压力，以提高抓取的成功率。
[0044]请参阅图5，在某些实施方式的控制方法中，步骤SI包括:
[0045]Sll，根据柔性机械手300的参数及目标物体3000的参数计算指尖距离与挤压力的关系，挤压力为柔性机械手指310与被抓取的目标物体3000之间的挤压力;及
[0046]S13，根据上述关系计算指尖距离范围中的最小值以使指尖距离对应的挤压力小于目标物体3000的最大耐受挤压力。
[0047]其中，步骤Sll及步骤S13可由某些实施方式的控制装置100的计算模块110实现。即计算模块110用于根据柔性机械手300的参数及目标物体3000的参数计算指尖距离与挤压力的关系，挤压力为柔性机械手指310与被抓取的目标物体3000之间的挤压力，及用于根据关系计算指尖距离范围中的最小值以使指尖距离对应的挤压力小于目标物体3000的最大耐受挤压力。
[0048]为保证目标物体3000不被“捏坏”，须使目标物体3000与柔性机械手指310之间的挤压力小于目标物体30