CN111002295A - 一种二指抓取机器人的示教手套及示教*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种二指抓取机器人的示教手套及示教***，该示教手套包裹拇指和食指，该示教手套手心面手指端均安装有压力传感器；该示教手套手背面安装有陀螺仪和惯性传感器；当用户戴上该示教手套后，用拇指和食指进行抓取某一物体时，所述压力传感器用来实时检测手指端抓取该某一物体时的抓取力，所述陀螺仪用来实时采集该示教手套的运动倾角，所述惯性传感器用来实时采集该示教手套运动的加速度；所述压力传感器、陀螺仪和惯性传感器均具有无线传播数据的功能。该示教***包括示教手套、二指抓取机器人和计算机。本发明的有益效果是：充分发挥人的直觉和触觉优势，从而使示教的机器人精准、灵活的抓取目标物体，提高抓取的安全性和精确度。

Description

一种二指抓取机器人的示教手套及示教***
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种二指抓取机器人的示教手套及示教***。
背景技术
目前的传统的机器人示教方法都具有较大的局限性，这些方法在被逐渐淘汰。随着技术的发展和人们需求的增长，一些结合先进技术的示教方法被提出来。不论是基于计算机视觉技术的示教方法，还是基于多种传感器的示教方法，它们都是获取示教器的轨迹，并输入到机器人，使机器人能够重复示教器的动作。但是这种方法难以对机械手实现复杂动作的示教。基于手势识别的示教方法虽然能够对抓取机械手的抓取姿态进行示教，但是对于抓取时的力度的示教，该方法却不能有效实施。
不同于喷漆机器人、焊接机器人等末端没有复杂动作的机器人，抓取机器人的末端执行器结构复杂，常常需要完成一些复杂动作，需要考虑抓取的力度、方向等复杂因素，如果没有专门的方法对抓取机器人末端进行复杂动作的位姿和力度进行示教，抓取机器人很有可能会出现抓不稳物体或把物体抓变形的情况。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计一种二指抓取机器人的示教***及其示教手套。通过摄像头、惯性传感器和陀螺仪获取示教手套的移动轨迹，用于对机器人的移动过程进行示教；根据压力传感器获取示教手套抓取目标物体时的抓取力和陀螺仪获取的倾角，用于对机器人的抓取过程进行示教。由于操作人员戴上手套之后，可以直接通过抓取物体，对二指抓取机器人进行示教，因此，本发明能够充分发挥人的直觉和触觉优势，从而使示教的机器人精准、灵活的抓取目标物体。
一种二指抓取机器人的示教手套，该示教手套手心面手指端均安装有压力传感器；该示教手套手背面安装有陀螺仪和惯性传感器；当用户戴上该示教手套抓取某一物体时，所述压力传感器用来实时检测手指端抓取该某一物体时的抓取力，所述陀螺仪用来实时采集该示教手套的运动倾角，所述惯性传感器用来实时采集该示教手套运动的加速度。
进一步地，该示教手套为不完全包络人手的示教手套，仅包裹拇指、食指、手腕以及拇指和食指与手腕的连接处。
进一步地，所述陀螺仪和惯性传感器的均安装在靠近手腕处的手背处。
进一步地，所述压力传感器、陀螺仪和惯性传感器均具有无线传输数据的功能的组件。
一种二指抓取机器人的示教***，包括所述的示教手套，还包括二指抓取机器人和计算机；
所述二指抓取机器人包括底座、摄像头、多节机械臂和二指机械手；所述摄像头位于所述底座顶端，第一节机械臂连接在所述底座上，所述多节机械臂依次活动连接，最后一节机械臂末端连接所述二指机械手；所述二指机械手内安装有供力装置；所述摄像头用来实时获取所述的示教手套的运动图像，所述供力装置用来为所述二指机械手抓取物体提供抓取力；
所述计算机上安装有控制软件，该控制软件对接收到的所述示教手套实时发送的抓取力、示教手套运动的加速度和示教手套的运动倾角以及摄像头发送的实时采集图像进行处理，控制所述二指抓取机器人的二指机械手进行相应的移动及抓取物体，并根据实时采集的示教手套的运动数据及采集的抓取力，实时矫正所述二指抓取机器人的二指机械手的移动和二指机械手的抓取力。
进一步地，所述控制软件对接收到的该摄像头发送的图像进行分析，结合所述示教手套运动的加速度和所述示教手套的运动倾角，进行数据融合处理，得到该示教手套的运动轨迹，对所述二指抓取机器人的移动过程进行示教。
进一步地，根据所述示教手套抓取所述某一物体时的该手套的倾角和抓取力，对所述二指抓取机器人的抓取物体的过程进行示教。
进一步地，所述供力装置为电机。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：充分发挥人的直觉和触觉优势，从而使示教的机器人精准、灵活的抓取目标物体，提高抓取的安全性和精确度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中一种二指抓取机器人的示教手套手心面示意图；
图2是本发明实施例中一种二指抓取机器人的示教手套手背面示意图；
图3是本发明实施例中一种二指抓取机器人的示意图；
图4是本发明实施例中二指抓取机器人抓取目标物体的原理示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的实施例提供了一种二指抓取机器人的示教手套及示教***。二指是指，机器人的机械手具有两个夹爪，类似于人手的两根手指。
请参考图1～4，图1是本发明实施例中一种二指抓取机器人的示教手套手心面示意图，图2是本发明实施例中一种二指抓取机器人的示教手套手背面示意图，图3是本发明实施例中一种二指抓取机器人的示意图，图4是本发明实施例中二指抓取机器人抓取目标物体的原理示意图；一种二指抓取机器人的示教手套，该示教手套1手心面手指端均安装有压力传感器2；该示教手套手背面安装有陀螺仪和惯性传感器；当用户戴上该示教手套1抓取某一物体时，所述压力传感器2用来实时检测手指端抓取该某一物体时的抓取力，所述陀螺仪3用来实时采集该示教手套的运动倾角，所述惯性传感器4用来实时采集该示教手套运动的加速度；所述压力传感器2、陀螺仪3和惯性传感器4均具有无线传播数据的功能的组件，以便将监测到的数据无线传输至计算机内；该示教手套为不完全包络人手的示教手套，仅包裹拇指、食指、手腕以及拇指和食指与手腕的连接处。手指的运动不能影响到所述陀螺仪和惯性传感器采集信息，以防止影响到所述陀螺仪和惯性传感器的采样精度，可以将所述陀螺仪和惯性传感器的均安装在靠近手腕处的手背处。
一种二指抓取机器人的示教***，包括所述的示教手套，还包括二指抓取机器人和计算机；
所述二指抓取机器人包括底座11、摄像头12、多节机械臂和二指机械手16；所述摄像头12位于所述底座11顶端，第一节机械臂连接在所述底座11上，所述多节机械臂依次活动连接，所述二指抓取机器人为串联机械臂，其自由度为3到8之间，其底座连接在固定平台或移动平台上，机械臂末端上安装有二指机械手；本实施例中，所述二指抓取机器人的多节机械臂的自由度为3，所述多节机械臂包括第一节机械臂13、第二节机械臂14和第三节机械臂15；所述第一节机械臂13连接在所述底座11上，所述第一节机械臂13、第二节机械臂14、第三节机械臂15依次活动连接，所述第三机械臂15末端连接所述二指机械手16；所述二指机械手16内安装有供力装置；所述摄像头12用来实时获取所述的示教手套的运动图像，所述供力装置用来为所述二指机械手抓取物体提供抓取力；所述供力装置可以为电机。
所述计算机上安装有控制软件，该控制软件对接收到的所述示教手套实时发送的抓取力、示教手套运动的加速度和示教手套的运动倾角以及摄像头发送的实时采集图像进行处理，控制所述二指抓取机器人的二指机械手进行相应的移动及抓取物体，并根据采集的示教手套的运动数据及采集的抓取力，实时更新所述二指抓取机器人的二指机械手的移动和二指机械手的抓取力。
所述控制软件对接收到的该摄像头发送的图像进行分析，结合所述示教手套运动的加速度和所述示教手套的运动倾角，进行数据融合处理，得到该示教手套的运动轨迹，对所述二指抓取机器人的移动过程进行示教。
根据所述示教手套抓取所述某一物体时的该手套的倾角和抓取力，对所述二指抓取机器人的抓取物体的过程进行示教。
所述第三节机械臂的长度小于第一节机械臂的长度。
本发明的有益效果是：充分发挥人的直觉和触觉优势，从而使示教的机器人精准、灵活的抓取目标物体，提高抓取的安全性和精确度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。

Claims (8)

1.一种二指抓取机器人的示教手套，其特征在于：该示教手套手心面手指端均安装有压力传感器；该示教手套手背面安装有陀螺仪和惯性传感器；当用户戴上该示教手套抓取某一物体时，所述压力传感器用来实时检测手指端抓取该某一物体时的抓取力，所述陀螺仪用来实时采集该示教手套的运动倾角，所述惯性传感器用来实时采集该示教手套运动的加速度。
2.如权利要求1所述的一种二指抓取机器人的示教手套，其特征在于：该示教手套为不完全包络人手的示教手套，仅包裹拇指、食指、手腕以及拇指和食指与手腕的连接处。
3.如权利要求1所述的一种二指抓取机器人的示教手套，其特征在于：所述陀螺仪和惯性传感器的均安装在靠近手腕处的手背处。
4.如权利要求1所述的一种二指抓取机器人的示教手套，其特征在于：所述压力传感器、陀螺仪和惯性传感器均具有无线传输数据的功能的组件。
5.一种二指抓取机器人的示教***，其特征在于：包括如权利要求1所述的示教手套，还包括二指抓取机器人和计算机；
所述二指抓取机器人包括底座、摄像头、多节机械臂和二指机械手；所述摄像头位于所述底座顶端，第一节机械臂连接在所述底座上，所述多节机械臂依次活动连接，最后一节机械臂末端连接所述二指机械手；所述二指机械手内安装有供力装置；所述摄像头用来实时获取所述的示教手套的运动图像，所述供力装置用来为所述二指机械手抓取物体提供抓取力；
所述计算机上安装有控制软件，该控制软件对接收到的所述示教手套实时发送的抓取力、示教手套运动的加速度和示教手套的运动倾角以及摄像头发送的实时采集图像进行处理，控制所述二指抓取机器人的二指机械手进行相应的移动及抓取物体，并根据实时采集的示教手套的运动数据及采集的抓取力，实时矫正所述二指抓取机器人的二指机械手的移动和二指机械手的抓取力。
6.如权利要求5所述的一种二指抓取机器人的示教***，其特征在于：所述控制软件对接收到的该摄像头发送的图像进行分析，结合所述示教手套运动的加速度和所述示教手套的运动倾角，进行数据融合处理，得到该示教手套的运动轨迹，对所述二指抓取机器人的移动过程进行示教。
7.如权利要求5所述的一种二指抓取机器人的示教***，其特征在于：根据所述示教手套抓取所述某一物体时的该手套的倾角和抓取力，对所述二指抓取机器人的抓取物体的过程进行示教。
8.如权利要求5所述的一种二指抓取机器人的示教***，其特征在于：所述供力装置为电机。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113894774A (zh) * 2021-10-26 2022-01-07 季华实验室 一种机器人抓取控制方法、装置、存储介质和机器人

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105058396A (zh) * 2015-07-31 2015-11-18 深圳先进技术研究院 机器人示教***及其控制方法
CN105328701A (zh) * 2015-11-12 2016-02-17 东北大学 一种串联机械手臂的示教编程方法
CN105328700A (zh) * 2015-11-12 2016-02-17 东北大学 一种机器人灵巧手示教编程的数据手套
CN106182003A (zh) * 2016-08-01 2016-12-07 清华大学 一种机械臂示教方法、装置及***
CN106896796A (zh) * 2017-02-13 2017-06-27 上海交通大学 基于数据手套的工业机器人主从式示教编程方法
CN108127669A (zh) * 2018-02-08 2018-06-08 华南理工大学 一种基于动作融合的机器人示教***及实施方法
CN108845665A (zh) * 2018-05-03 2018-11-20 芜湖懒人智能科技有限公司 一种体感手套
CN110039520A (zh) * 2018-04-11 2019-07-23 陈小龙 一种基于图像对比的示教、加工***
CN212352006U (zh) * 2019-12-30 2021-01-15 中国地质大学（武汉） 一种二指抓取机器人的示教手套及示教***

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105058396A (zh) * 2015-07-31 2015-11-18 深圳先进技术研究院 机器人示教***及其控制方法
CN105328701A (zh) * 2015-11-12 2016-02-17 东北大学 一种串联机械手臂的示教编程方法
CN105328700A (zh) * 2015-11-12 2016-02-17 东北大学 一种机器人灵巧手示教编程的数据手套
CN106182003A (zh) * 2016-08-01 2016-12-07 清华大学 一种机械臂示教方法、装置及***
CN106896796A (zh) * 2017-02-13 2017-06-27 上海交通大学 基于数据手套的工业机器人主从式示教编程方法
CN108127669A (zh) * 2018-02-08 2018-06-08 华南理工大学 一种基于动作融合的机器人示教***及实施方法
CN110039520A (zh) * 2018-04-11 2019-07-23 陈小龙 一种基于图像对比的示教、加工***
CN108845665A (zh) * 2018-05-03 2018-11-20 芜湖懒人智能科技有限公司 一种体感手套
CN212352006U (zh) * 2019-12-30 2021-01-15 中国地质大学（武汉） 一种二指抓取机器人的示教手套及示教***

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱桁序;姜文刚;林永才;: "用于机器人示教的人体手臂运动捕捉方法研究", 电子测量技术, no. 07, 15 July 2016 (2016-07-15) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113894774A (zh) * 2021-10-26 2022-01-07 季华实验室 一种机器人抓取控制方法、装置、存储介质和机器人

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