CN103223675A - 基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法 - Google Patents

基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103223675A
CN103223675A CN2013101898281A CN201310189828A CN103223675A CN 103223675 A CN103223675 A CN 103223675A CN 2013101898281 A CN2013101898281 A CN 2013101898281A CN 201310189828 A CN201310189828 A CN 201310189828A CN 103223675 A CN103223675 A CN 103223675A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
sensor array
pressure sensors
robot
dexterous hand
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013101898281A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103223675B (zh
Inventor
李耀
施益智
张明焜
傅舰艇
陈健
马磊
张为
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology of CAS
Original Assignee
Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology of CAS filed Critical Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology of CAS
Priority to CN201310189828.1A priority Critical patent/CN103223675B/zh
Publication of CN103223675A publication Critical patent/CN103223675A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103223675B publication Critical patent/CN103223675B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法，属于机器人灵巧手控制技术领域。包括以下步骤：一：在机器人灵巧手上安装压力传感器阵列；二：扫描检测压力传感器阵列中每个传感器所受的正压力大小；三：挑选所受正压力不为零且不在同一直线上的三个压力传感器；四：根据步骤三所述三个压力传感器上所受正压力的差异调节传感器阵列所处平面与机器人灵巧手所接触曲面之间的夹角直至所述三个压力传感器上所受正压力相等；五：调节步骤四所述三个压力传感器所受的相同正压力到指定值。本方法可以让机器人灵巧手以恒定的力划过一个曲面，可以实现平面检测，同时还可以预测未知物体的曲面，实现机器人灵巧手对未知物体的抓取控制。

Description

基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法
技术领域
本发明属于机器人灵巧手控制技术领域，涉及一种基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法。
背景技术
随着科技的发展，机器人逐渐成为了人类探索未知领域的有力工具。为了实现对未知环境和物体的有效探索或操作，机器人除了要具有良好的可控性以及自主操作能力以外，还必须具备执行精细操作的能力。机器人末端执行器的活动能力和作业水平对于机器人完成任务具有十分重要的意义，而传统的末端操作器虽然具有结构简单和操作方便等优点，但是通用性差、感知能力有限且无法对操作对象进行精细操作。在这样一个背景下，面向更广泛应用的、多指的、多自由度且具有多种感知能力的机器人灵巧手逐渐成为了机器人末端操作器研究领域的热门方向之一。
机器人灵巧手由多个手指构成，为了完成对物体的抓取和操作，需要多个手指进行协调配合，而协调配合的前提则是灵巧手本身能够获取足够的操作对象或环境的信息，这就需要灵巧手具备多种感知能力。为了实现灵巧手的精确抓取和相关操作，需要获得被操作物体的物理特征以及所处环境等等信息。众所周知，人手可以通过在物体表面划过来感知表面的凹凸和形状。人们曾经一度以为机器人灵巧手也可以轻易的像人手一样实现对曲面的跟踪和形状的感知，并基于此目的发明了置于手指上的触觉传感器、类似皮肤的触觉传感器以及微型触觉传感器芯片等等。但事实上这些触觉传感器基本上都被用于力的感知和测量，而不是在手指运动时感知所触碰对象的曲面和轮廓。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法，该方法可以让机器人灵巧手以恒定的力划过一个曲面，一方面可以实现平面检测，另一方面可以预测未知物体的曲面，实现机器人灵巧手对未知物体的有效抓取控制以及在未知环境中实时有效的操作。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法，包括以下步骤：步骤一：在机器人灵巧手上安装压力传感器阵列；步骤二：扫描检测压力传感器阵列中每个传感器所受的正压力大小；步骤三：挑选所受正压力不为零且不在同一直线上的三个压力传感器；步骤四：根据步骤三所述三个压力传感器上所受正压力的差异调节传感器阵列所处平面与机器人灵巧手所接触曲面之间的夹角，直至所述三个压力传感器上所受正压力相等；步骤五：调节步骤四所述三个压力传感器所受的相同正压力到指定值。
进一步，步骤三中不在同一直线上的压力传感器为4个或以上。
本发明的有益效果在于：本方法可以让机器人灵巧手以恒定的力划过一个曲面，一方面可以实现平面检测，另一方面可以预测未知物体的曲面，实现机器人灵巧手对未知物体的抓取控制。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为具有压力传感器阵列的机器人灵巧手示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
本发明所提出的基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法，包括：步骤一：在机器人灵巧手4上安装压力传感器阵列5；步骤二：扫描检测压力传感器阵列5中每个传感器所受的正压力大小；步骤三：挑选所受正压力不为零且不在同一直线上的三个压力传感器；步骤四：根据步骤三所述三个压力传感器上所受正压力的差异调节传感器阵列所处平面与机器人灵巧手所接触曲面之间的夹角，直至所述三个压力传感器上所受正压力相等；步骤五：调节步骤四所述三个压力传感器所受的相同正压力到指定值。步骤三中不在同一直线上的压力传感器也可以为4个或以上。
图1为具有压力传感器阵列的机器人灵巧手示意图，如图1所示，实体部分4代表灵巧手手指，方块阵列5代表压力传感器阵列，当灵巧手手指4与外界物体触碰时，压力传感器阵列5会感受到相应的压力。
具体来说，当灵巧手手指4与外界物体触碰时，压力传感器阵列5会感受到相应的压力。通过扫描的方式检测每个压力传感器的受力状态，从中挑选所受正压力不为零且不在一条直线上的三个压力传感器1、2、3，先根据压力传感器2和3之间所受正压力的差异调整手指相应方向的角度直至压力传感器2和3所受压力相等，然后再根据压力传感器1和2、3之间所受正压力的差异调整相应方向的角度直至压力传感器1、2、3所受正压力相等。当压力传感器1、2、3所受正压力相等之后，调节它们与灵巧手所触碰物体表面之间的压力直至达到指定值。通过以上的调整过程可以实现机器人灵巧手对现场环境曲面的检测，并为实现更好的抓取控制提供条件。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (2)

1.基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在机器人灵巧手（4）上安装压力传感器阵列（5）；
步骤二：扫描检测压力传感器阵列（5）中每个传感器所受的正压力大小；
步骤三：挑选所受正压力不为零且不在同一直线上的三个压力传感器；
步骤四：根据步骤三所述三个压力传感器上所受正压力的差异调节传感器阵列所处平面与机器人灵巧手所接触曲面之间的夹角，直至所述三个压力传感器上所受正压力相等；
步骤五：调节步骤四所述三个压力传感器所受的相同正压力到指定值。
2.根据权利要求1所述的基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法，其特征在于：
步骤三中不在同一直线上的压力传感器为4个或以上。
CN201310189828.1A 2013-05-21 2013-05-21 基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法 Active CN103223675B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310189828.1A CN103223675B (zh) 2013-05-21 2013-05-21 基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310189828.1A CN103223675B (zh) 2013-05-21 2013-05-21 基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103223675A true CN103223675A (zh) 2013-07-31
CN103223675B CN103223675B (zh) 2015-08-05

Family

ID=48834437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310189828.1A Active CN103223675B (zh) 2013-05-21 2013-05-21 基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103223675B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105666506A (zh) * 2014-11-18 2016-06-15 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 机器人手指
US10144125B2 (en) 2016-08-12 2018-12-04 Industrial Technology Research Institute Control device of robot arm and teaching system and method using the same
CN110009728A (zh) * 2019-03-21 2019-07-12 浙江大学 机器人手曲面贴合装载的非均布式触觉传感阵列布置方法
CN114102656A (zh) * 2021-12-03 2022-03-01 南京理工大学 一种基于压力应变片的自适应机械臂夹具

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4588348A (en) * 1983-05-27 1986-05-13 At&T Bell Laboratories Robotic system utilizing a tactile sensor array
EP0534778A2 (en) * 1991-09-25 1993-03-31 University Of Bristol Controlled flexure element
CN1539604A (zh) * 2003-11-01 2004-10-27 中国科学院合肥智能机械研究所 一种柔性触觉传感器及触觉信息检测方法
CN101074895A (zh) * 2007-06-19 2007-11-21 杭州电子科技大学 阵列压电传感器
CN101211190A (zh) * 2006-12-25 2008-07-02 财团法人工业技术研究院 触觉感知装置以及使用所述的装置的可动装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4588348A (en) * 1983-05-27 1986-05-13 At&T Bell Laboratories Robotic system utilizing a tactile sensor array
EP0534778A2 (en) * 1991-09-25 1993-03-31 University Of Bristol Controlled flexure element
CN1539604A (zh) * 2003-11-01 2004-10-27 中国科学院合肥智能机械研究所 一种柔性触觉传感器及触觉信息检测方法
CN101211190A (zh) * 2006-12-25 2008-07-02 财团法人工业技术研究院 触觉感知装置以及使用所述的装置的可动装置
CN101074895A (zh) * 2007-06-19 2007-11-21 杭州电子科技大学 阵列压电传感器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张庆等: ""一种基于阵列式触觉传感器的主动触觉搜索方法及仿真"", 《机器人》 *
王晶晶等: ""基于力封闭的虚拟手静抓持规则"", 《机械科学与技术》 *
韦庆等: ""机械手接触作业研究：曲面跟踪"", 《1996年中国智能自动化学术会议论文集（下册）》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105666506A (zh) * 2014-11-18 2016-06-15 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 机器人手指
CN105666506B (zh) * 2014-11-18 2017-12-12 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 机器人手指
US10144125B2 (en) 2016-08-12 2018-12-04 Industrial Technology Research Institute Control device of robot arm and teaching system and method using the same
CN110009728A (zh) * 2019-03-21 2019-07-12 浙江大学 机器人手曲面贴合装载的非均布式触觉传感阵列布置方法
CN114102656A (zh) * 2021-12-03 2022-03-01 南京理工大学 一种基于压力应变片的自适应机械臂夹具

Also Published As

Publication number Publication date
CN103223675B (zh) 2015-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. A triboelectric-inductive hybrid tactile sensor for highly accurate object recognition
Homberg et al. Haptic identification of objects using a modular soft robotic gripper
Sommer et al. Bimanual compliant tactile exploration for grasping unknown objects
CN103223675A (zh) 基于压力传感器阵列的机器人灵巧手曲面跟踪方法
EP3264231A3 (en) Method and system with sensors for sensing hand or finger positions for adjustable control
US20110137463A1 (en) Systems and methods associated with handling an object with a gripper
CN112123366B (zh) 一种基于人工肌肉驱动的软体抓取装置、方法
Hoffmann et al. Adaptive robotic tool use under variable grasps
CN112223242B (zh) 一种基于皮肤刺激的用于遥操作系统的力反馈装置
Navarro et al. 6D proximity servoing for preshaping and haptic exploration using capacitive tactile proximity sensors
CN108789384A (zh) 一种柔性驱动机械手以及基于三维建模的物体识别方法
Su et al. Robust grasping for an under-actuated anthropomorphic hand under object position uncertainty
Back et al. Control a contact sensing finger for surface haptic exploration
Zhang et al. Improving robustness of robotic grasping by fusing multi-sensor
Zhong et al. A hybrid underwater manipulator system with intuitive muscle-level sEMG mapping control
Liu et al. Intelligent soft robotic grippers for agricultural and food product handling: A brief review with a focus on design and control
Uppalapati et al. Design of soft continuum manipulators using parallel asymmetric combination of fiber reinforced elastomers
Su et al. Soft tactile sensing for object classification and fine grasping adjustment using a pneumatic hand with an inflatable palm
Yang et al. Human like learning algorithm for simultaneous force control and haptic identification
Tsutsui et al. Robot hand with soft tactile sensors and underactuated control
Navarro et al. Active calibration of tactile sensors mounted on a robotic hand
Miqdad et al. Development of artificial hand gripper by using flex force sensor
CN107139192A (zh) 一种用于五指灵巧手自适应抓取的触滑觉传感网
Wu et al. An automatic grasp system with sensor feedback based on soft gripper
Yang et al. Self-Sensing Origami-Inspired Soft Twisting Actuators and Its Application in Soft Robots

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: CHONGQING INSTITUTE OF GREEN AND INTELLIGENT TECHN

Free format text: FORMER OWNER: CHONGQING INSTITUTE OF GREEN AND INTELLIGENT TECHNOLOGY

Effective date: 20140909

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 401122 YUBEI, CHONGQING TO: 400714 BEIPEI, CHONGQING

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20140909

Address after: 400714 Chongqing Road, Beibei District, No. 266

Applicant after: Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology of the Chinese Academy of Sciences

Address before: 401122, B building, block 85, Han Chinese Center, 9 Jin Yu Road, North New District, Chongqing

Applicant before: Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 402460 5-1 5-1 nineteen building Agricultural Hall, Changlong Avenue, Changzhou street, Rongchang District, Chongqing, China

Patentee after: Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology of the Chinese Academy of Sciences

Address before: 400714 No. 266 Fangzheng Road, Beibei District, Chongqing.

Patentee before: Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology of the Chinese Academy of Sciences

CP02 Change in the address of a patent holder
CP02 Change in the address of a patent holder
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 400714 No. 266 Fangzheng Road, Beibei District, Chongqing.

Patentee after: CHONGQING INSTITUTE OF GREEN AND INTELLIGENT TECHNOLOGY, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

Address before: 402460 5-1 5-1 nineteen building Agricultural Hall, Changlong Avenue, Changzhou street, Rongchang District, Chongqing, China

Patentee before: CHONGQING INSTITUTE OF GREEN AND INTELLIGENT TECHNOLOGY, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES