CN106465608A - 一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法 - Google Patents

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郑坚雄
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D46/00—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
    • A01D46/24—Devices for picking apples or like fruit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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Abstract

本发明公开了一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法，包括如下步骤：步骤SS1设置N个连续的关节串联构成的机器人的运动控制器，N为正整数，N＝1，2…，机器人包括相互连接的运动控制器、关节执行器、关节、形状传感器，所述的形状传感器安装在机器人的关节上，数量为M个，M为正整数，M＝1，2…；步骤SS2机器人的运动控制器给关节执行器发出动作指令，关节执行器收到动作指令后，带动关节产生弯曲；步骤SS3同时由安装在关节上的形状传感器实时检测所述关节的弯曲曲率值，并反馈给运动控制器。本发明有效提高了果实采摘机器人的运动精度，减少果实采摘机器人工作过程中发生过大以及过小夹持，导致果实夹碎或者掉落的缺陷。

Description

一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法，属于机器人控制技术领域。
背景技术
直至目前，实现采摘的方式主要有两种，第一种是设计相应机构先对果实进行夹持抓牢，再利用腕关节的两个垂直方向上的转动来模拟人掰拧果柄的动作，其作业的对象要求果柄易于与果枝分离，同时需要严格控制好夹持果实的力的大小，否则极易损伤果实。第二种是利用吸盘将果实吸牢，并将其拖入夹持手指之间，再利用剪刀或其他方式将果柄打断，这种方法需要检测好果柄的位置，并要精确的调整好末端执行器的姿态，从而增加了系统控制的难度和机构的复杂性。Peter P.Ling等人设计了一种4个手指的末端执行件(Peter P.Ling，Sensing and the end effector for a robotic tomato harvester[R].ASer,No.043088.)，该末端执行件主要由数字线性步进电机、4个手指和吸引器组成。手指利用缆绳和筋腱使其弯曲，利用扭矩弹簧使其伸展；采用数字线性步进电机驱动筋腱，增强了末端执行件运动的可控性和精确性；在手指的选材上，选择了轻便且硬度好的材料，但是，由于对于待采摘果实的形状大小不一，现有的果实采摘机器人不能很好的准确抓取，感知灵敏度低，形状反馈低，导致果实夹碎或者掉落的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，解决上述技术问题，提出一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法。
本发明采用如下技术方案：一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤SS1设置N个连续的关节串联构成的机器人的运动控制器，N为正整数，N＝1，2…，机器人包括相互连接的运动控制器、关节执行器、关节、形状传感器，所述的形状传感器安装在机器人的关节上，数量为M个，M为正整数，M＝1，2…；
步骤SS2机器人的运动控制器给关节执行器发出动作指令，关节执行器收到动作指令后，带动关节产生弯曲；
步骤SS3同时由安装在关节上的形状传感器实时检测所述关节的弯曲曲率值，并反馈给运动控制器。
优选地，形状反馈控制方法为运动位置闭环控制。
优选地，所述运动控制器通过形状重构算法得到所述关节的实际弯曲值。
优选地，所述运动控制器计算关节执行器的给定弯曲值和所述关节的实际弯曲值的差值后，实时调整关节执行器给定弯曲量，消除关节执行器的执行误差。
优选地，所述形状传感器为分布式光纤曲率传感器。
本发明所达到的有益效果：本发明有效提高了果实采摘机器人的运动精度，减少果实采摘机器人工作过程中发生过大以及过小夹持，导致果实夹碎或者掉落的缺陷；本发明提出的机器人形状估测方法中所使用的光纤曲率传感器，具有体积小、重量轻、灵敏度高等特点，能有效满足机器人形状估测需要。
具体实施方式
下面结合对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提出一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤SS1设置N个连续的关节串联构成的机器人的运动控制器，N为正整数，N＝1，2…，机器人包括相互连接的运动控制器、关节执行器、关节、形状传感器，所述的形状传感器安装在机器人的关节上，数量为M个，M为正整数，M＝1，2…；
步骤SS2机器人的运动控制器给关节执行器发出动作指令，关节执行器收到动作指令后，带动关节产生弯曲；
步骤SS3同时由安装在关节上的形状传感器实时检测所述关节的弯曲曲率值，并反馈给运动控制器。
作为一种较佳的实施例，形状反馈控制方法为运动位置闭环控制。
作为一种较佳的实施例，所述运动控制器通过形状重构算法得到所述关节的实际弯曲值。
作为一种较佳的实施例，所述运动控制器计算关节执行器的给定弯曲值和所述关节的实际弯曲值的差值后，实时调整关节执行器给定弯曲量，消除关节执行器的执行误差。
作为一种较佳的实施例，所述形状传感器为分布式光纤曲率传感器。
本发明有效提高了果实采摘机器人的运动精度，减少果实采摘机器人工作过程中发生过大以及过小夹持，导致果实夹碎或者掉落的缺陷；本发明提出的机器人形状估测方法中所使用的光纤曲率传感器，具有体积小、重量轻、灵敏度高等特点，能有效满足机器人形状估测需要。
所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤SS1设置N个连续的关节串联构成的机器人的运动控制器，N为正整数，N＝1，2…，机器人包括相互连接的运动控制器、关节执行器、关节、形状传感器，所述的形状传感器安装在机器人的关节上，数量为M个，M为正整数，M＝1，2…；
步骤SS2机器人的运动控制器给关节执行器发出动作指令，关节执行器收到动作指令后，带动关节产生弯曲；
步骤SS3同时由安装在关节上的形状传感器实时检测所述关节的弯曲曲率值，并反馈给运动控制器。
2.根据权利要求1所述的一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法，其特征在于，形状反馈控制方法为运动位置闭环控制。
3.根据权利要求1或2任一所述的一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法，其特征在于，所述运动控制器通过形状重构算法得到所述关节的实际弯曲值。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法，其特征在于，所述运动控制器计算关节执行器的给定弯曲值和所述关节的实际弯曲值的差值后，实时调整关节执行器给定弯曲量，消除关节执行器的执行误差。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种用于果实采摘机器人的形状反馈控制方法，其特征在于，所述形状传感器为分布式光纤曲率传感器。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1604789A2 (de) * 2004-06-02 2005-12-14 KUKA Roboter GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern der Positioniergenauigkeit eines Handhabungsgeräts
CN101653353A (zh) * 2009-08-28 2010-02-24 哈尔滨工业大学 连续体型半自主式内窥镜机器人
CN102152298A (zh) * 2010-02-03 2011-08-17 株式会社安川电机 机器人系统及工件取出方法
CN103170978A (zh) * 2011-12-20 2013-06-26 中国科学院合肥物质科学研究院 连续型机器人的光纤形状估测反馈控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1604789A2 (de) * 2004-06-02 2005-12-14 KUKA Roboter GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern der Positioniergenauigkeit eines Handhabungsgeräts
CN101653353A (zh) * 2009-08-28 2010-02-24 哈尔滨工业大学 连续体型半自主式内窥镜机器人
CN102152298A (zh) * 2010-02-03 2011-08-17 株式会社安川电机 机器人系统及工件取出方法
CN103170978A (zh) * 2011-12-20 2013-06-26 中国科学院合肥物质科学研究院 连续型机器人的光纤形状估测反馈控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
胡海燕等: "连续型结肠镜机器人多电机控制系统设计", 《微电机》 *

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