CN113561190B - 机械爪控制方法、装置、电子设备、机械爪及机器人 - Google Patents

机械爪控制方法、装置、电子设备、机械爪及机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机械爪控制方法、装置、电子设备、机械爪及机器人，属于机械爪领域，适用的机械爪包括手指和驱动手指沿机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，控制方法步骤包括获取任务信息，根据任务信息计算手指期望开合度；发出预张开指令，以使手指预张开；根据手指期望开合度计算指尖在机械爪轴向的投影偏差；根据投影偏差控制微动位置补偿机构调整手指在机械爪轴向上的位置。充分考虑到手指运动路径为弧形对抓取点偏移的影响，能够对该偏移进行补偿，使工件实际被抓取的位置与预设位置一致，避免压到工件不能承受压力的部分，以准确的开合程度抓取工件，避免击溃工件。

Description

机械爪控制方法、装置、电子设备、机械爪及机器人
技术领域
本发明涉及一种机械爪控制方法、装置、电子设备、机械爪及机器人，属于机械爪领域。
背景技术
随着智能机器人技术的快速发展与日益成熟，智能机器人正在渐渐融入社会生活的方方面面，成为民用领域和工业应用等领域不可或缺的智能装备。由于机器人作业任务的多样化，促使机器人及末端执行器需要在复杂或者狭小未知的环境中完成装配作业，因此，智能机器人末端执行器的适应性、高作业精度、更优化的性能，成为对机器人及机械爪的研究热点。
其中，具有高精度位置和力感知控制的机械爪是机器人系统平台完成作业任务的关键，该类型的机械爪以其结构紧凑、夹取作业精度高、夹持力可控等特点被广泛应用于工业装配、物流运输、医疗及生活服务等领域。
常见的机械爪可分为以卡盘为代表的内撑式机械爪和以连杆式机械爪为代表的外抓式机械爪。现有技术中对机械爪的控制一般只顾及到机械爪的整体位置，而忽略了机械爪每个爪件或每个手指的具体位置。
撇开控制机械爪六轴运动的机构，单看机械爪用于开合部分，对于绝大部分内撑式机械爪而言，爪件的运动轨迹是直线，可以不考虑机械爪每个爪件的具体位置；但对于连杆式机械爪、齿轮式机械爪等外抓式机械爪而言，如图1所示，指尖（爪件末端）的运动轨迹是弧形，开合的程度不同，指尖在轴线上的投影位置也不同。轴线是指机械爪的中心线，若手指在机械爪上圆周阵列，则圆周阵列的中心线为轴线，若手指在机械爪上轴对称，则对称面的交线为轴线，概括地说，轴线是指机械爪被连接的一端到游离一端的中线。若外抓式机械爪也不考虑机械爪每个爪件的具体位置，一方面使得指尖在机械爪张开状态时在轴线上的投影位置和指尖在夹取工件时在轴线上的投影位置存在偏差；另一方面使得驱动爪件开合的驱动机构的输出功率与夹持力大小呈现非线性的正相关。因此工作中指尖的位置和力度与预设数值不符合，难以夹稳精细的工件，容易击溃脆弱的工件。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种机械爪控制方法、装置、电子设备、机械爪及机器人，针对机械爪的指尖进行位置补偿，使工件实际被抓取的位置与预设位置一致。
第一方面，本申请提供一种机械爪控制方法，适用的机械爪包括手指和驱动所述手指沿所述机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，所述机械爪控制方法包括以下步骤：
获取任务信息，所述任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点；
根据所述抓取位点计算手指期望开合度；
发出预张开指令，以使所述手指预张开；
根据所述手指期望开合度计算指尖在机械爪轴向的投影偏差；
根据所述投影偏差生成补偿信息，将所述补偿信息传递至所述微动位置补偿机构，以使所述微动位置补偿机构调整所述手指在机械爪轴向上的位置。
其中，调整所述手指在机械爪轴向上的位置是指调整所述手指沿机械爪的轴线移动。抓取位点是指目标工件直接与所述手指的指尖接触的位置，可根据抓取位点构建一个假想圆柱，要抓取这个假想圆柱的开合程度即手指期望开合度。预张开，顾名思义即预先张开，预先张开才能靠近并抓取目标工件。所述补偿信息包括为克服指尖投影偏差手指整体所需的轴向移动距离。
本申请提供的机械爪控制方法能够根据机械爪的开合程度，对手指进行位置补偿，保证指尖准确地压在工件预定的位置上。
可选地，所述发出预张开指令，以使所述手指预张开的步骤之前还存在步骤：根据所述手指期望开合度计算预张开开合度；
其中，所述预张开开合度大于所述手指期望开合度，且小于所述机械爪极限张开时的开合度；
所述发出预张开指令，以使所述手指预张开的步骤包括；根据所述预张开开合度发出预张开指令，以使所述手指预张开；
所述根据所述手指期望开合度计算指尖在机械爪轴向的投影偏差的步骤包括：根据所述手指期望开合度和所述预张开开合度计算指尖在机械爪轴向的投影偏差。
利用该优选的方法，机械爪每次抓取前都不需要张开至最大，而是将手指张开至能够满足抓取工作即可，减少反复张开、合拢消耗的时间，有利于提高连续抓取时的效率。
更进一步地，所述任务信息还包括目标工件所处环境的狭窄度；
所述根据所述手指期望开合度计算预张开开合度的步骤包括：根据所述手指期望开合度和所述狭窄度计算预张开开合度。
利用该进一步优选的方法，机械爪张开至能够满足抓取工件又能进入狭小位置的程度，使机械爪能够在狭小的空间中作业。
可选地，所述任务信息还包括所述抓取位点能承受的极限压力和所述目标工件在所述抓取位点处的弹性模量；
所述根据所述抓取位点计算手指期望开合度的步骤包括：根据所述抓取位点、所述极限压力和所述弹性模量计算手指期望开合度。
可选地，所述任务信息还包括抓取所述目标工件所需的目标夹持力范围；
所述根据所述投影偏差生成补偿信息，将所述补偿信息传递至所述微动位置补偿机构，以使所述微动位置补偿机构调整所述手指在机械爪轴向上的位置之后还存在步骤：
根据所述手指期望开合度发出夹持指令，以使所述机械爪夹持所述目标工件；夹持过程中根据反馈夹持力发出微调指令，以实时微调所述机械爪的开合程度，使所述反馈夹持力进入所述目标夹持力范围；
其中，所述反馈夹持力包括所述指尖被检测得到的压力。
第二方面，本申请提供一种机械爪控制装置，适用的机械爪包括手指和驱动所述手指沿所述机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，所述机械爪控制装置包括：
获取模块，用于获取任务信息，所述任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点；
开合规划模块，用于根据所述抓取位点计算手指期望开合度；
预备张开模块，用于发出预张开指令，以使所述手指预张开；
位置补偿规划模块，用于根据所述手指期望开合度计算指尖在机械爪轴向的投影偏差；
位置补偿控制模块，用于根据所述投影偏差生成补偿信息，将所述补偿信息传递至所述微动位置补偿机构，以使所述微动位置补偿机构调整所述手指在机械爪轴向上的位置。
通过该装置控制机械爪，充分考虑到手指运动路径为弧形对抓取点偏移的影响，能够对该偏移进行补偿，使工件实际被抓取的位置与预设位置一致。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第一方面方法中的步骤。
第四方面，本申请提供一种机械爪，包括手指、驱动所述手指开合的开合驱动机构、机械爪控制单元和驱动所述手指沿所述机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，所述开合驱动机构和所述微动位置补偿机构均与所述机械爪控制单元信号连接；
所述机械爪控制单元获取任务信息，所述任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点；所述机械爪控制单元根据所述抓取位点计算手指期望开合度；所述机械爪控制单元向所述开合驱动机构发出预张开指令，以使所述开合驱动机构控制所述手指预张开；所述机械爪控制单元根据所述手指期望开合度计算指尖在机械爪轴向的投影偏差；所述机械爪控制单元根据所述投影偏差生成补偿信息，将所述补偿信息传递至所述微动位置补偿机构，以使所述微动位置补偿机构调整所述手指在机械爪轴向上的位置。
第五方面，本申请提供一种机器人，包括主控单元、多轴机械臂、连接在所述多轴机械臂末端的机械爪和控制所述多轴机械臂运动的多轴驱动机构，所述机械爪包括手指、驱动所述手指开合的开合驱动机构和驱动所述手指沿所述机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，所述多轴驱动机构、开合驱动机构和所述微动位置补偿机构均与所述主控单元信号连接；
所述主控单元用于获取机械爪位姿和任务信息，所述任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点；所述主控单元用于根据所述抓取位点计算手指期望开合度；所述主控单元用于向所述开合驱动机构发出预张开指令，以使所述开合驱动机构控制所述手指预张开；所述主控单元用于根据所述手指期望开合度计算指尖在机械爪轴向的投影偏差；所述主控单元用于根据所述投影偏差生成补偿信息，将所述补偿信息传递至所述微动位置补偿机构，以使所述微动位置补偿机构调整所述手指在机械爪轴向上的位置；所述主控单元用于根据所述机械爪位姿和所述抓取位点生成靠近指令，将所述靠近指令发送给所述多轴驱动机构，以使所述多轴驱动机构驱动所述机械爪靠近所述目标工件；所述主控单元用于根据所述手指期望开合度向所述开合驱动机构发出夹持指令，以使所述开合驱动机构控制所述机械爪夹持所述目标工件。
进一步地，所述的机器人还包括与所述主控单元信号连接的反馈单元，所述反馈单元包括设置在所述手指指尖的压力传感器和用于检测手指位姿的手指位姿反馈单元，所述主控单元根据所述反馈单元传递的信息向所述开合驱动机构发出微调指令，以使所述开合驱动机构微调所述机械爪的开合程度。
其中，手指位姿包括手指所在的位置和手指的倾斜度。
本发明的有益效果是：本发明能够根据机械爪抓取前的开合程度和预计抓取过程中所需的开合程度之间的差异，对手指在机械爪轴向方向上的位置进行补偿，保证指尖准确地压在目标工件预定的位置上，充分考虑到手指运动路径为弧形对抓取点偏移的影响，能够对该偏移进行补偿，使目标工件实际被抓取的位置与预设位置一致，避免压到目标工件不能承受压力的部分，以准确的开合程度抓取目标工件，避免击溃目标工件。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是常见外抓式机械爪开合时造成的指尖轴向偏移示意图。
图2是一种任务情形示意图。
图3是另一种任务情形示意图。
图4是本申请实施例提供的一种机械爪控制方法流程图之一。
图5是本申请实施例提供的一种机械爪控制方法流程图之二。
图6是本申请实施例提供的一种机械爪的侧视图。
图7是本申请实施例提供的一种机械爪的立体示意图。
图8是本申请实施例提供的一种手指的立体示意图。
图9是本申请实施例提供的一种夹持力感知机构的结构组成示意图。
图10是本申请实施例提供的一种运动学模型各参数对应位置示意图。
图11是图10的局部放大图。
附图标记：100、机械爪基座；110、轴向运动机构支座；210、轴向驱动机构；211、螺母法兰盘；212、固定螺母；213、螺旋丝杠；220、导向机构；221、直线轴承；222、导向杆；230、补偿传动机构；231、一体式电机支座；232、丝杠支撑轴承；233、膜片联轴器；240、闭环电机单元；241、步进电机；243、电机接口；300、机械爪控制单元；310、I/O接口；320、电机驱动模块；321、开合电机控制接口；322、补偿电机控制接口；410、丝杠螺母机构；420、开合电机；430、开合电机安装支架；440、机械爪支撑肋；450、开合部基板；500、轴向相对位置测量单元；510、光栅尺；520、读数头滑块；610、手指支架；620、转动副销轴；630、手指；640、牵拉连杆；650、并联推杆；660、滑动轴承；670、推杆底板；700、夹持力感知机构；710、弹性夹持指尖；712、矩形截面空腔；713、指尖夹持沟槽；720、内嵌式压力传感器模块；721、金属箔片；722、压力薄膜传感器；723、金属箔片基材；724、压电信号输出端子。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
实施例一
一种机械爪控制方法，适用的机械爪包括手指630和用于驱动手指630沿机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，机械爪控制方法包括以下步骤：
S1：获取任务信息，任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点。
S2：根据抓取位点计算手指期望开合度。
S3：发出预张开指令，以使手指630预张开。
S4：根据手指期望开合度计算手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差。
S5：根据投影偏差控制微动位置补偿机构调整手指630在机械爪轴向上的位置。
由此可见，以上机械爪控制方法更具体而言是一种机械爪的手指位置补偿方法。本领域技术人员应该明白，如果步骤S3中预张开的开合程度总是机械爪极限张开时的开合度，则步骤S4中计算投影偏差时并不一定要在步骤S3之后，步骤S3可以在S1-S2-S4-S5前后或之间任意时刻执行，也可以和其他步骤并行执行。
位置补偿机构可以是电缸、液压缸、丝杠滑块等直线运动机构，可调精度越高越好。
将以上补偿方法应用到抓取目标工件的完整流程中如图4所示。
完整流程包括以下步骤：
S0：获取机械爪位姿。
S1：获取任务信息，任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点。
S2：根据抓取位点计算手指期望开合度。
S3：发出预张开指令，以使手指630预张开。
S01：根据机械爪位姿和抓取位点生成靠近指令，以使机械爪靠近目标工件。
S4：根据手指期望开合度计算手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差。
S5：根据投影偏差生成补偿信息，将补偿信息传递至微动位置补偿机构，以使微动位置补偿机构调整手指630在机械爪轴向上的位置。
S6：根据手指期望开合度发出夹持指令，以使机械爪夹持目标工件。
同样，步骤S0可以在S1-S2-S4-S5前后或之间执行，可以在步骤S3前后执行，可以和步骤S1、S2、S3、S4、S5并行执行。实际实施过程中，可以先执行步骤S5，再执行步骤S01；可以先执行步骤S01，再执行步骤S5；也可以同时执行步骤S5和步骤S01。对于目标工件容易触及手指630根部的情况，优选地，先执行步骤S5，再执行步骤S01。
步骤S01中，可根据抓取位点构建针对目标工件的坐标系，甚至建模，或者通过摄像技术计算机械爪到目标工件的矢量，由此可确定机械爪靠近目标工件的路径。
步骤S0中，机械爪位姿包括机械爪所在的位置、多轴机械臂的形态等，获取机械爪位姿包括但不限于以下方式：一、直接读取驱动机械爪或机器人运动的伺服电机工作参数；二、通过摄像方法分析出当前机械爪或机器人的位置状态。步骤S1中的任务信息的来源有以下几种：一、通过人机交互界面人工输入；二、由上位机指令；三、通过摄像方法分析出工件能被抓取的位点；四、对目标工件进行建模分析出工件能被抓取的位点。
步骤S3中，可使手指630每次预张开时都张至最大，如此，每次抓取前手指630相对于机械爪的位置总是一个定值，单凭手指期望开合度就可以计算出手指在机械爪轴向的投影偏差。对于不可伸缩的手指630，其长度不会发生变化，机械爪的开合影响的是手指630和机械爪轴线的夹角，因此投影偏差可通过三角函数计算出。
现有技术中的机械爪控制方法通常采用摄像单元确定要抓取的位置，调节机械爪靠近要抓取的位置。
假设目标工件的结构如图2所示，包括连续的A段、B段和C段，其中A段柔软不可抓取，C段表面设置有精密结构不适宜受压，B段为适合被抓取的位置。按照现有技术的方法，控制已张开的机械爪靠近目标工件，利用摄像单元使指尖到达B段周围，然后夹取。然而现有技术的方法忽视指尖的运动轨迹为弧形，对于B段较长的工件可以正常夹取，但对于B段较短的工件则极容易夹到A段或C段，即使通过压力反馈调节夹持力的大小，预设的压力也是针对B段的压力，将适应于B段的力作用于A段或C段容易压坏目标工件。
又假设目标工件的结构如图3所示，包括连续的D段、E段和F段，其中F段外径最大，E段外径最小。按照现有技术的方法，预设抓取D段，利用摄像单元使指尖到达D段周围，然后夹取。实际上夹持的位置可能是E段或F段，以针对D段的开合程度作用于E段则抓不稳；以针对D段的开合程度作用于F段则会压坏F段。
而面对如图2或图3这样的目标工件，运用本发明则能够轻松解决。根据机械爪抓取前的开合程度可得到机械爪抓取前指尖在机械爪轴向上的投影位置，根据预计抓取过程中所需的开合程度（即手指期望开合度）可得到预计抓取过程中指尖在机械爪轴向上的投影位置，计算两个位置之间的距离，在夹取前或手指630合拢过程中，根据上述两个位置之间的距离大小，利用微动位置补偿机构对手指630在机械爪轴向方向上的位置进行补偿，即调整手指630在轴向上的位置，使得夹持位置和开合度总是和预设一致，不会夹偏。
实施例二
作为一种优选的机械爪控制方法如下：
S1：获取任务信息，任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点。
S2：根据抓取位点计算手指期望开合度。
S21：根据手指期望开合度计算预张开开合度；预张开开合度大于手指期望开合度，且小于机械爪极限张开时的开合度。
S3：根据预张开开合度发出预张开指令，以使手指630预张开。
S4：根据手指期望开合度和预张开开合度计算手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差。
S5：根据投影偏差控制微动位置补偿机构调整手指630在机械爪轴向上的位置。
在该实施例中，步骤S3必须在步骤S21后执行。步骤S4中，手指期望开合度下指尖在机械爪轴线上的投影位置必然和预张开开合度下指尖在机械爪轴线上的投影位置不同，这两个不同位置之间的距离即可以作为投影偏差。
将以上补偿方法应用到抓取目标工件的完整流程中如图5所示。
参照图5，完整流程包括以下步骤：
S0：获取机械爪位姿。
S1：获取任务信息，任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点。
S2：根据抓取位点计算手指期望开合度。
S21：根据手指期望开合度计算预张开开合度；预张开开合度大于手指期望开合度，且小于机械爪极限张开时的开合度。
S3：根据预张开开合度发出预张开指令，以使手指630预张开。
S01：根据机械爪位姿和抓取位点生成靠近指令，以使机械爪靠近目标工件。
S4：根据手指期望开合度和预张开开合度计算指尖在机械爪轴向的投影偏差。
S5：根据投影偏差生成补偿信息，将补偿信息传递至微动位置补偿机构，以使微动位置补偿机构调整手指630在机械爪轴向上的位置。
S6：根据手指期望开合度发出夹持指令，以使机械爪夹持目标工件。
利用该优选的方法，机械爪每次抓取前都不需要张开至最大，而是将手指630张开至能够满足抓取工作即可，减少反复张开、合拢消耗的时间，有利于提高连续抓取时的效率。具体地，步骤S21中，预张开开合度略大于目标工件的外径最大处，根据该预张开开合程度可得到机械爪抓取前指尖在机械爪轴向上的投影位置，根据预计抓取过程中所需的开合程度（即手指期望开合度）可得到预计抓取过程中指尖在机械爪轴向上的投影位置，计算两个位置之间的距离，在夹取前或手指630合拢过程中，根据上述两个位置之间的距离大小，利用微动位置补偿机构对手指630在机械爪轴向方向上的位置进行补偿。
实施例三
完整流程包括以下步骤：
S0：获取机械爪位姿。
S1：获取任务信息，任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点和目标工件所处环境的狭窄度。
S2：根据抓取位点计算手指期望开合度。
S21：根据手指期望开合度和狭窄度计算预张开开合度。
S3：根据预张开开合度发出预张开指令，以使手指630预张开。
S01：根据机械爪位姿和抓取位点生成靠近指令，以使机械爪靠近目标工件。
S4：根据手指期望开合度和预张开开合度计算指尖在机械爪轴向的投影偏差。
S5：根据投影偏差控制微动位置补偿机构调整手指630在机械爪轴向上的位置。
S6：根据手指期望开合度发出夹持指令，以使机械爪夹持目标工件。
利用该进一步优选的方法，机械爪张开至能够满足抓取工件又能进入狭小位置的程度，使机械爪能够在狭小的空间中作业。例如，在狭窄通道中拔出目标工件的情况，调整机械爪的开合程度至手指630能进入狭窄通道，且手指630能围绕在目标工件外围。具体地，步骤S21中，预张开开合度略大于目标工件的外径最大处，且小于目标所处环境的内轮廓，根据该预张开开合程度可得到机械爪抓取前指尖在机械爪轴向上的投影位置，根据预计抓取过程中所需的开合程度（即手指期望开合度）可得到预计抓取过程中指尖在机械爪轴向上的投影位置，计算两个位置之间的距离，在夹取前或手指630合拢过程中，根据上述两个位置之间的距离大小，利用微动位置补偿机构对手指630在机械爪轴向方向上的位置进行补偿。
实施例四
机械爪控制方法包括以下步骤：
S1：获取任务信息；任务信息还包括抓取位点能承受的极限压力和目标工件在抓取位点处的弹性模量。
S2：根据抓取位点、极限压力和弹性模量计算手指期望开合度。
S3：发出预张开指令，以使手指630预张开。
S4：根据手指期望开合度计算手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差。
S5：根据投影偏差控制微动位置补偿机构调整手指630在机械爪轴向上的位置。
极限压力和弹性模量通过提前分析目标工件的结构和材料而得。在该实施例中，考虑机械爪为完全刚性，无松动情况，夹持压力造成的形变全部发生在目标工件，夹持力的大小完全由手指期望开合度决定。可构建有关机械爪的运动学模型更精准地计算微动位置补偿机构的补偿量。根据极限压力和弹性模量可以算得抓取位点在屈服前的极限应变，为了不击溃目标工件，机械爪抓取过程中目标工件在抓取位点的应变应小于极限应变，由此可取一个小于极限应变的预定应变量。根据抓取位点可以计算出指尖刚好与目标工件接触所需的开合程度，在该开合程度之上加上预定应变量，即可计算出期望开合度。
完整流程包括以下步骤：
S0：获取机械爪位姿。
S1：获取任务信息；所述任务信息还包括所述抓取位点能承受的极限压力和所述目标工件在所述抓取位点处的弹性模量。
S2：根据抓取位点、极限压力和弹性模量计算手指期望开合度。
S3：发出预张开指令，以使手指630预张开。
S01：根据机械爪位姿和抓取位点生成靠近指令，以使机械爪靠近目标工件。
S4：根据手指期望开合度计算手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差。
S5：根据投影偏差控制微动位置补偿机构调整手指630在机械爪轴向上的位置。
S6：根据手指期望开合度发出夹持指令，以使机械爪夹持目标工件。
在能够获取抓取位点能承受的极限压力和目标工件在抓取位点处的弹性模量，且机械爪无松动的情况下，该实施例能一次性以合适的抓取力度抓在目标工件的合适位置上，具有准确、快速的优点。
实施例五
适用的机械爪在手指630设置有用于生成反馈夹持力的夹持力感知机构700，该夹持力感知机构700具有弹性，夹持过程中，夹持力感知机构700受力发生形变，起到夹紧目标工件、保护目标工件、测量压力的作用。
完整流程包括以下步骤：
S0：获取机械爪位姿。
S1：获取任务信息，任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点和抓取目标工件所需的目标夹持力范围。目标夹持力范围可通过提前分析目标工件的结构和材料而得。
S2：根据抓取位点计算手指期望开合度。
S3：发出预张开指令，以使手指630预张开。
S01：根据机械爪位姿和抓取位点生成靠近指令，以使机械爪靠近目标工件。
S4：根据手指期望开合度计算指尖在机械爪轴向的投影偏差。
S5：根据投影偏差控制微动位置补偿机构调整手指630在机械爪轴向上的位置。
S6：根据手指期望开合度控制机械爪夹持目标工件，夹持过程中根据反馈夹持力实时微调机械爪的开合程度使反馈夹持力进入目标夹持力范围。
其中，反馈夹持力包括指尖被夹持力感知机构700检测得到的压力。通过检测指尖处受到的压力，微调机械爪的开合程度使夹持力适中。该实施例考虑夹持的形变发生在夹持力感知机构700。
更进一步地，步骤S6中，在微调机械爪的同时，即夹持过程中，根据开合程度的微小变化生成实时补偿信息，将实时补偿信息传递至微动位置补偿机构，以使微动位置补偿机构实时调整手指在机械爪轴向上的位置。如此使得从指尖接触目标工件开始，直至机械爪取走目标工件之前的这段时间中，无论如何调节机械爪的开合程度，指尖始终相对于目标工件静止，目标工件始终原地不动，即调节夹持力的过程中，目标工件不会因为指尖在轴向上的投影偏差被指尖拖动，更适合在障碍较多的环境中取中目标工件。
依照以上机械爪控制方法能够根据机械爪抓取前的开合程度和预计抓取过程中所需的开合程度之间的差异，对手指630在机械爪轴向方向上的位置进行补偿，保证指尖准确地压在目标工件预定的位置上，充分考虑到手指630运动路径为弧形对抓取点偏移的影响，能够对该偏移进行补偿，使目标工件实际被抓取的位置与预设位置一致，避免压到目标工件不能承受压力的部分，以准确的开合程度抓取目标工件，避免击溃目标工件。
本领域技术人员应该清楚，执行以上方法的部分或单元并不一定需要设置在机械爪上，例如，一种机械爪控制装置，适用的机械爪包括手指630和用于驱动手指630沿机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，机械爪控制装置包括：获取模块，用于获取任务信息，任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点；开合规划模块，用于根据抓取位点计算手指期望开合度；预备张开模块，用于发出预张开指令，以使手指630预张开；位置补偿规划模块，用于根据手指期望开合度计算手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差；位置补偿控制模块，用于根据投影偏差生成补偿信息，将补偿信息传递至微动位置补偿机构，以使微动位置补偿机构调整手指630在机械爪轴向上的位置。该装置可以设置在机械爪外，通过有线或无线的方式与机械爪的微动位置补偿机构连接。
又例如可以设计一种电子设备，包括处理器以及存储器，存储器存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由处理器执行时，运行如上述第一方面方法中的步骤。其中，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory, 简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, 简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read Only Memory, 简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory, 简称PROM），只读存储器（Read-Only Memory, 简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
执行以上方法的控制器或单元设置在机械爪上的实施例参照图6，一种机械爪，包括手指630、用于驱动手指630开合的开合驱动机构、机械爪控制单元300和用于驱动手指630沿机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，开合驱动机构和微动位置补偿机构均与机械爪控制单元300信号连接。
机械爪控制单元300用于获取任务信息，任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点；机械爪控制单元300用于根据抓取位点计算手指期望开合度；机械爪控制单元300用于向开合驱动机构发出预张开指令，以使开合驱动机构控制手指630预张开；机械爪控制单元300用于根据手指期望开合度计算指尖在机械爪轴向的投影偏差；机械爪控制单元300用于根据投影偏差生成补偿信息，将补偿信息传递至微动位置补偿机构，以使微动位置补偿机构调整手指630在机械爪轴向上的位置。
具体地，机械爪包括机械爪基座100、微动位置补偿机构、机械爪控制单元300、开合驱动机构、轴向相对位置测量单元500、开合机构和夹持力感知机构700。微动位置补偿机构的固定端设置在机械爪基座100上，微动位置补偿机构的输出端与开合驱动机构的固定端连接。开合驱动机构的输出端与开合机构连接。手指630设置在开合机构中。机械爪控制单元300可设置在机械爪基座100上。轴向相对位置测量单元500设置在开合驱动机构中。夹持力感知机构700设置在开合机构的末端，即手指630的指尖。
进一步详细的结构如图7所示：
机械爪基座100上设置有轴向运动机构支座110、上述微动位置补偿机构和上述机械爪控制单元300。
微动位置补偿机构包括轴向驱动机构210、导向机构220、补偿传动机构230和闭环电机单元240。
其中，补偿传动机构230包括一体式电机支座231、丝杠支撑轴承232和膜片联轴器233；一体式电机支座231设置在机械爪基座100上。闭环电机单元240包括设置在一体式电机支座231上的步进电机241、设置在步进电机241内的绝对编码器电路和设置在步进电机241外壳上的电机接口243。轴向驱动机构210包括螺母法兰盘211、与螺母法兰盘211固定连接的固定螺母212、与固定螺母212啮合的螺旋丝杠213。步进电机241的输出端依次经过膜片联轴器233、丝杠支撑轴承232与螺旋丝杠213传动连接。导向机构220包括设置在轴向运动机构支座110上的直线轴承221和穿过直线轴承221来回滑动的导向杆222。
开合驱动机构主要包括受微动位置补偿机构推动的开合部基板450、与开合部基板450连接的机械爪支撑肋440、在机械爪支撑肋440上滑动的开合电机安装支架430、设置在开合电机安装支架430与开合部基板450之间的开合电机420以及作为开合驱动机构输出端的丝杠螺母机构410。
其中，开合部基板450与微动位置补偿机构的输出端固连，组成级联传动机构。开合电机安装支架430与开合部基板450其中一者与开合电机420的固定端连接，另一者与开合电机420的输出端连接。
开合驱动机构的输出端与开合机构固连，开合机构主要包括手指支架610、转动副销轴620、手指630、牵拉连杆640、并联推杆650、滑动轴承660和推杆底板670。手指630的根部具有两个铰接点，一个与手指支架610铰接，另一个与牵拉连杆640的一端铰接，均装有转动副销轴620，牵拉连杆640的另一端与并联推杆650的输出端铰接，并联推杆650的根部穿过滑动轴承660与推杆底板670连接。推杆底板670与开合驱动机构的输出端连接，具体即推杆底板670与丝杠螺母机构410连接。
轴向相对位置测量单元500用于测量手指630相对于微动位置补偿机构的输出端的距离。开合机构的位置可由轴向相对位置测量单元500直接检测，轴向相对位置测量单元500包括光栅尺510和读数头滑块520。
其中，读数头滑块520可与推杆底板670固连，光栅尺510可固定设置在机械爪支撑肋440上。
机械爪控制单元300可包括设置在机械爪基座100上的I/O接口310和电机驱动模块320，可不通过机械爪控制单元300执行如实施例一至实施例五任一种方法，而通过设置在机械爪以外的其他控制器执行，其他控制器可通过I/O接口310控制机械爪。当然，通过无线信号控制也是可以实现的，如此电机驱动模块320需要能够接受无线信号。
其中，电机驱动模块320主要包括开合电机控制接口321和补偿电机控制接口322。开合电机控制接口321信号流通至开合驱动机构，具体为流通至开合电机420；补偿电机控制接口322信号流通至微动位置补偿机构，具体为流通至步进电机241。
开合机构优选具有三只手指630，三个手指630的指尖均设置有集成式夹持力感知机构700，该集成式夹持力感知机构700用于在夹持过程中检测机械爪对目标工件的夹持力（即反馈夹持力）。参照图8，夹持力感知机构700包括弹性夹持指尖710和内嵌式压力传感器模块720。弹性夹持指尖710起到固定内嵌式压力传感器模块720和传递形变及夹持力的作用。
其中，如图9所示，弹性夹持指尖710内部设置有用于插置内嵌式压力传感器模块720的矩形截面空腔712，表面设置有指尖夹持沟槽713。内嵌式压力传感器模块720由0.01mm-0.05mm的金属箔片721、压力薄膜传感器722和0.1mm-0.3mm的金属箔片基材723组成，所述压力薄膜传感器722包括压电信号输出端子724。压力薄膜传感器722被夹在金属箔片721和金属箔片基材723之间，压电信号输出端子724插入手指630内部的电路中，该电路以有线或无线的方式将上述反馈夹持力传输到机械爪控制单元300或其他用于执行如实施例一至实施例五任一种方法的控制器。
机械爪的夹持力通过弹性夹持指尖710的弹性形变传递至内嵌式压力传感器模块720，其中，金属箔片721将弹性夹持指尖710传递的非线性形变通过金属箔片721自身的力学形变传递至压力薄膜传感器722，起到线性形变和力传导的作用。压力薄膜传感器722内嵌在手指630指尖关节内部，通过压力薄膜传感器722的压电信号输出端子724输出到手指630以外的惠斯通电桥，然后电桥输出信号放大后交由ADC 采集（惠斯通电桥和ADC可集成于机械爪控制单元300中），从而得到应变及夹持力压力信号，指尖的夹持力感知机构700集成至手指630，具有结构紧凑，检测灵敏度高的特点。
进一步地，机械爪基座100上安装有微动位置补偿机构和机械爪控制单元300；微动位置补偿机构的步进电机241的后部配置有绝对编码器，机械爪控制单元300可通过I/O接口310获取绝对编码器的旋转脉冲数据信息计算得到步进电机241的当前转角信息，进而推算出轴向驱动机构210的当前轴向运动位置。
轴向驱动机构210与开合部基板450固连，通过轴向驱动机构210的运动可以推动开合驱动机构及开合机构整体做平移运动。开合电机420的电机输出轴与丝杠螺母机构410固连，并通过螺栓连接在推杆底板670上，推杆底板670与读数头滑块520连接。当开合电机420旋转时通过丝杠螺母机构410推动开合机构做轴向运动，并通过轴向相对位置测量单元500反馈推杆底板670及开合机构的位置反馈信息，具体是反馈推杆底板670的位置，相当于反馈开合机构的开合程度。轴向相对位置测量单元500输出的位置反馈信息和绝对编码器电路输出的编码脉冲信息将通过I/O接口310发送至机械爪控制单元300，用于机械爪开合与微动位置补偿的两级位置闭环控制，其中I/O接口310根据不同的传感器及其通信协议，可灵活的选用USB3.0、RS485总线和GPIO引脚接口等，具有接口丰富、灵活扩展、兼容性高的特点。
开合机构由三组相同的连杆式手指630组成，其在推杆底板670上圆周均匀分布并固连，并联推杆650与滑动轴承660组成一个移动副，当丝杠螺母机构410推动推杆底板670平动时带动三组120°间隔的并联推杆650轴向运动，进而通过牵拉连杆640传动至手指630使机械爪开合运动。
手指630指尖集成了压力薄膜传感器722，可实现夹持力的感知与闭环控制。机械爪控制单元300在接收手指位姿（位置反馈信息和旋转脉冲数据信息）和反馈夹持力的同时发送电机控制指令至电机驱动模块320，进而控制闭环电机单元240和开合驱动机构动作。
进一步地，机械爪的开合运动由三组手指630绕着各自的转动副销轴620做旋转运动合成而来，而手指630由于旋转运动使得其指尖运动划过弧线轨迹，导致在夹持不同形状和规格的物体时手指630夹持位置沿电机轴线方向的投影存在偏差；通过检测手指位姿，机械爪控制单元300根据运动学关系计算得到微动位置补偿机构的直线补偿量，进而发送控制指令至电机驱动模块320进而控制与补偿电机控制接口322相连的闭环电机单元240动作。
上述各实施例步骤S4至S5可构建运动学模型利用三角函数算出投影偏差，运动学关系或称运动学模型的建立如下：
参见图10，根据机械爪的运动学关系可建立如下坐标系和参数假设，该运动学模型假定机械爪无松动，夹持过程中的形变只发生在目标工件或指尖的弹性部分（如夹持力感知机构700），因此夹持力只与开合度有关，基坐标系
Figure 450817DEST_PATH_IMAGE001
建立于机械爪基座100上，
Figure 40062DEST_PATH_IMAGE002
方向为步进电机241的轴线方向。移动坐标系
Figure 23061DEST_PATH_IMAGE003
建立于开合部基板450上，方向与基坐标系
Figure 90374DEST_PATH_IMAGE001
相同。开合机构坐标系
Figure 299552DEST_PATH_IMAGE004
建立于推杆底板670上，方向与基坐标系
Figure 325277DEST_PATH_IMAGE001
相同；开合机构的各长度参数表示为：
Figure 529994DEST_PATH_IMAGE005
表示并联推杆650的长度；
Figure 932156DEST_PATH_IMAGE006
表示牵拉连杆640的长度；
Figure 538718DEST_PATH_IMAGE007
表示手指630根部的两个转动副销轴620之间的距离；
Figure 735344DEST_PATH_IMAGE008
表示与手指支架610铰接的转动副销轴620到夹持点（指尖）的直线距离；
Figure 427357DEST_PATH_IMAGE009
表示与手指支架610铰接的转动副销轴620与手指支架610的固定距离值；手指支架610与
Figure 102051DEST_PATH_IMAGE003
原点的偏置距离为
Figure 828699DEST_PATH_IMAGE010
；
Figure 727385DEST_PATH_IMAGE011
为k时刻推杆底板670与手指支架610的相对距离;
Figure 172273DEST_PATH_IMAGE012
表示与手指支架610铰接的转动副销轴620与
Figure 650659DEST_PATH_IMAGE002
轴线的距离；
Figure 762971DEST_PATH_IMAGE013
表示移动副在轴线上的偏置距离。夹角参数可表示为：
Figure 301400DEST_PATH_IMAGE005
方向与
Figure 233584DEST_PATH_IMAGE002
平行；
Figure 781240DEST_PATH_IMAGE006
方向与
Figure 482480DEST_PATH_IMAGE002
夹角
Figure 722968DEST_PATH_IMAGE014
；
Figure 876869DEST_PATH_IMAGE007
方向与
Figure 962636DEST_PATH_IMAGE002
夹角
Figure 518383DEST_PATH_IMAGE015
；
Figure 929772DEST_PATH_IMAGE008
方向与
Figure 570969DEST_PATH_IMAGE002
夹角
Figure 460428DEST_PATH_IMAGE016
；其中，
Figure 136260DEST_PATH_IMAGE007
与
Figure 718551DEST_PATH_IMAGE008
同属于手指630实体结构，故二者的相对转角为已知定值
Figure 847044DEST_PATH_IMAGE017
。在离散时间k时刻三组手指630的开合状态可表述为移动坐标系
Figure 274614DEST_PATH_IMAGE003
下以夹持中心点
Figure 804953DEST_PATH_IMAGE018
为圆心、以
Figure 292566DEST_PATH_IMAGE019
的内切圆，该夹持中心点距离
Figure 173934DEST_PATH_IMAGE003
坐标系的距离为
Figure 405195DEST_PATH_IMAGE020
，移动坐标系
Figure 790040DEST_PATH_IMAGE003
与基坐标系
Figure 448555DEST_PATH_IMAGE001
的距离为
Figure 551640DEST_PATH_IMAGE021
。
手爪的运动学和位置补偿方法可做如下过程的数学描述：
（1）依据上述连杆几何关系，第
Figure 321013DEST_PATH_IMAGE022
只手指630对应连杆几何参数矢量可表述为：
Figure 91523DEST_PATH_IMAGE023
，
连杆
Figure 920939DEST_PATH_IMAGE024
与
Figure 511320DEST_PATH_IMAGE002
方向夹角组成的矢量为：
Figure 84384DEST_PATH_IMAGE025
，
其中
Figure 443821DEST_PATH_IMAGE014
为
Figure 444138DEST_PATH_IMAGE006
与
Figure 521815DEST_PATH_IMAGE002
方向夹角，
Figure 898570DEST_PATH_IMAGE015
为连杆
Figure 378093DEST_PATH_IMAGE007
与
Figure 549311DEST_PATH_IMAGE002
方向夹角，
Figure 848706DEST_PATH_IMAGE016
为连杆
Figure 853370DEST_PATH_IMAGE008
与
Figure 921820DEST_PATH_IMAGE002
方向夹角。
（2）三组手指630并联机构（开合机构除去推杆底板670后剩余的部分）尺寸参数相同，空间120°均匀布置，即每组手指630对应连杆参数矢量相同，可描述为
Figure 263940DEST_PATH_IMAGE026
，因此，可通过分析一只手指630的运动学关系来推算开合机构的运动学规律，即可以
Figure 50630DEST_PATH_IMAGE027
代表任一只手指630。
（3）假设三只手指630的指尖在k时刻的开合状态所形成的内切圆半径为
Figure 503608DEST_PATH_IMAGE028
,圆心位置
Figure 957723DEST_PATH_IMAGE029
在基坐标系
Figure 470744DEST_PATH_IMAGE001
下的描述为：
Figure 10310DEST_PATH_IMAGE030
，
此时，圆心位置
Figure 266979DEST_PATH_IMAGE029
在移动坐标系
Figure 575601DEST_PATH_IMAGE003
下的描述为
Figure 259523DEST_PATH_IMAGE018
，基坐标系
Figure 20805DEST_PATH_IMAGE001
与移动坐标系
Figure 81165DEST_PATH_IMAGE003
的原点相对距离为
Figure 244293DEST_PATH_IMAGE021
。
以
Figure 99117DEST_PATH_IMAGE031
表示期望的夹持位置，
Figure 613275DEST_PATH_IMAGE032
表示期望的夹持力，由于夹持力只与开合度有关，因此在基坐标系
Figure 211746DEST_PATH_IMAGE001
下的期望夹持位置/夹持力表示为：
Figure 963802DEST_PATH_IMAGE033
。
（4）由第i个手指630夹持机构运动学关系可建立k时刻连杆参数方程：
Figure 520685DEST_PATH_IMAGE034
，
其中，
Figure 990981DEST_PATH_IMAGE011
为k时刻推杆底板670与手指支架610根部的相对距离；
Figure 658722DEST_PATH_IMAGE035
为k时刻
Figure 265284DEST_PATH_IMAGE014
的大小；
Figure 727490DEST_PATH_IMAGE036
为k时刻
Figure 950661DEST_PATH_IMAGE015
的大小；
Figure 890935DEST_PATH_IMAGE037
为k时刻
Figure 352003DEST_PATH_IMAGE016
的大小；由于手指支架610与微动位置补偿机构的输出端固连，因此，
Figure 250689DEST_PATH_IMAGE011
的值与开合电机420的转动角度或丝杠螺母机构410所移动的距离有关；
Figure 429998DEST_PATH_IMAGE038
即为k+1时刻与k时刻开合电机420推动并联机构沿
Figure 173963DEST_PATH_IMAGE002
方向的移动距离增量，实际的移动距离值可由轴向相对位置测量单元500检测并反馈至机械爪控制单元300或其他用于执行如实施例一至实施例五任一种方法的控制器。
以第一只手指630为例，以𝑓、ℎ、𝜙为函数符，在k时刻为
Figure 286275DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 824704DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 756888DEST_PATH_IMAGE016
构建函数，上述方程可抽象为：
Figure 304544DEST_PATH_IMAGE039
，
Figure 5783DEST_PATH_IMAGE040
，
Figure 715114DEST_PATH_IMAGE041
，
因此，k时刻手指630某一夹持动作的各个连杆夹角参数
Figure 134594DEST_PATH_IMAGE042
、基坐标系下圆心位置
Figure 485940DEST_PATH_IMAGE029
、手指630开度内切圆半径
Figure 41687DEST_PATH_IMAGE028
的描述可以分别表示为：
Figure 453076DEST_PATH_IMAGE043
，
Figure 94273DEST_PATH_IMAGE044
，
Figure 718153DEST_PATH_IMAGE045
。
（5）由上述方程可知，当机械爪开合度不同即
Figure 659564DEST_PATH_IMAGE011
不同时，手指630开度内切圆半径
Figure 710697DEST_PATH_IMAGE028
和圆心位置
Figure 839190DEST_PATH_IMAGE029
亦不同；故k+1时刻与k时刻由于手指630绕转动副销轴620旋转的圆弧轨迹沿轴线方向即
Figure 532339DEST_PATH_IMAGE002
方向的投影位置偏差可描述为（下标“k+1”均表示k+1时刻）：
Figure 62678DEST_PATH_IMAGE046
Figure 550291DEST_PATH_IMAGE047
，
Figure 431659DEST_PATH_IMAGE048
，
其中，
Figure 385622DEST_PATH_IMAGE038
为k+1时刻与k时刻开合电机420推动开合机构沿轴线方向的移动距离增量。
（6）进一步地，上述运动学关系表述为矩阵形式：
Figure 770467DEST_PATH_IMAGE049
Figure 694561DEST_PATH_IMAGE051
，
Figure 797646DEST_PATH_IMAGE052
Figure 567019DEST_PATH_IMAGE053
，
其中，A、B是为了统一格式的系数矩阵，无对应物理含义；
Figure 71950DEST_PATH_IMAGE054
为从k+1时刻到k时刻各个连杆夹角的余切变化量阵列。
此时，开合电机420推动并联机构（开合机构除去推杆底板670后剩余的部分）沿
Figure 901365DEST_PATH_IMAGE002
方向的移动距离增量为
Figure 757326DEST_PATH_IMAGE038
，且手指630夹持点沿
Figure 64811DEST_PATH_IMAGE002
方向投影的变化量偏差
Figure 689827DEST_PATH_IMAGE055
，为消除
Figure 690144DEST_PATH_IMAGE002
方向投影的变化量偏差
Figure 502242DEST_PATH_IMAGE055
可通过闭环电机单元240直线微动补偿增量，即改变
Figure 144576DEST_PATH_IMAGE056
的值大小，使得偏差
Figure 358520DEST_PATH_IMAGE057
，同时接收夹持力感知机构700的反馈数据，用于夹持力闭环控制；
即
Figure 795317DEST_PATH_IMAGE058
，
闭环电机单元240及丝杠螺母机构410的直线微动补偿增量可表述为：
Figure 94712DEST_PATH_IMAGE059
，
以
Figure 743999DEST_PATH_IMAGE060
表示实际夹持位置，
Figure 343607DEST_PATH_IMAGE061
表示实际夹持力，夹持力只与开合度有关，此时，机械爪的实际夹持位置和实际夹持力可表述为：
Figure 685727DEST_PATH_IMAGE062
。
在机械爪抓取前或抓取过程中，以上述直线微动补偿增量作为补偿信息，闭环电机单元240驱动其输出端移动上述直线微动补偿增量，可提前或实时修正指尖在机械爪轴线上的投影偏差。
通过设置在机械爪以外的其他控制器执行如实施例一至实施例五任一种方法的情形可如下。
一种机器人，包括主控单元、多轴机械臂、连接在多轴机械臂末端的机械爪和控制多轴机械臂运动的多轴驱动机构，机械爪包括手指630、驱动手指630开合的开合驱动机构和驱动手指630沿机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，多轴驱动机构、开合驱动机构和微动位置补偿机构均与主控单元信号连接。
主控单元用于获取机械爪位姿和任务信息，机械爪位姿包括机械爪所在的位置、多轴机械臂的形态等，任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点；主控单元用于根据抓取位点计算手指期望开合度；主控单元用于向开合驱动机构发出预张开指令，以使开合驱动机构控制手指630预张开；主控单元用于根据手指期望开合度计算手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差；主控单元用于根据投影偏差生成补偿信息，将补偿信息传递至微动位置补偿机构，以使微动位置补偿机构调整手指630在机械爪轴向上的位置；主控单元用于根据机械爪位姿和抓取位点生成靠近指令，将靠近指令发送给多轴驱动机构，以使多轴驱动机构驱动机械爪靠近目标工件；主控单元用于根据手指期望开合度向开合驱动机构发出夹持指令，以使开合驱动机构控制机械爪夹持目标工件。
进一步地，机器人还包括与主控单元信号连接的反馈单元，反馈单元包括设置在手指630指尖的压力传感器和用于检测手指位姿的手指位姿反馈单元，主控单元用于根据反馈单元传递的信息（反馈夹持力和手指位姿）向开合驱动机构发出微调指令，以使开合驱动机构微调机械爪的开合程度。
从上述机器人的构造可知，相当于可以不在机械爪上设置机械爪控制单元300，然后将上述的机械爪装到现有技术中六轴机器人或三轴平台的输出端上，然后通过与六轴机器人或三轴平台信号连接的主控单元执行上述实施例一至实施例五任一种方法。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械爪控制方法，适用的机械爪包括手指，其特征在于，所述机械爪还包括用于驱动所述手指沿所述机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，所述机械爪控制方法包括以下步骤：
获取任务信息，所述任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点；
根据所述抓取位点计算手指期望开合度；
发出预张开指令，以使所述手指预张开；
根据所述手指期望开合度计算所述手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差；
根据所述投影偏差生成补偿信息，将所述补偿信息传递至所述微动位置补偿机构，以使所述微动位置补偿机构调整所述手指在所述机械爪轴向上的位置；
其中，轴向为所述机械爪轴线方向，轴线为所述机械爪被连接的一端到游离一端的中线。
2.根据权利要求1所述的机械爪控制方法，其特征在于，所述发出预张开指令，以使所述手指预张开的步骤之前还存在步骤：根据所述手指期望开合度计算预张开开合度；
其中，所述预张开开合度大于所述手指期望开合度，且小于所述机械爪极限张开时的开合度；
所述发出预张开指令，以使所述手指预张开的步骤包括；根据所述预张开开合度发出预张开指令，以使所述手指预张开；
所述根据所述手指期望开合度计算所述手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差的步骤包括：根据所述手指期望开合度和所述预张开开合度计算所述手指的指尖在所述机械爪轴向的投影偏差。
3.根据权利要求2所述的机械爪控制方法，其特征在于，所述任务信息还包括所述目标工件所处环境的狭窄度；
所述根据所述手指期望开合度计算预张开开合度的步骤包括：根据所述手指期望开合度和所述狭窄度计算所述预张开开合度。
4.根据权利要求1所述的机械爪控制方法，其特征在于，所述任务信息还包括所述抓取位点能承受的极限压力和所述目标工件在所述抓取位点处的弹性模量；
所述根据所述抓取位点计算手指期望开合度的步骤包括：根据所述抓取位点、所述极限压力和所述弹性模量计算所述手指期望开合度。
5.根据权利要求1所述的机械爪控制方法，其特征在于，所述任务信息还包括抓取所述目标工件所需的目标夹持力范围；
所述根据所述投影偏差生成补偿信息，将所述补偿信息传递至所述微动位置补偿机构，以使所述微动位置补偿机构调整所述手指在所述机械爪轴向上的位置之后还存在步骤：
根据所述手指期望开合度发出夹持指令，以使所述机械爪夹持所述目标工件；夹持过程中根据反馈夹持力发出微调指令，以实时微调所述机械爪的开合程度，使所述反馈夹持力进入所述目标夹持力范围；
其中，所述反馈夹持力包括所述手指的指尖被检测得到的压力。
6.一种机械爪控制装置，适用的机械爪包括手指，其特征在于，所述机械爪还包括用于驱动所述手指沿所述机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，所述机械爪控制装置包括：
获取模块，用于获取任务信息，所述任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点；
开合规划模块，用于根据所述抓取位点计算手指期望开合度；
预备张开模块，用于发出预张开指令，以使所述手指预张开；
位置补偿规划模块，用于根据所述手指期望开合度计算所述手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差；
位置补偿控制模块，用于根据所述投影偏差生成补偿信息，将所述补偿信息传递至所述微动位置补偿机构，以使所述微动位置补偿机构调整所述手指在机械爪轴向上的位置；
其中，轴向为所述机械爪轴线方向，轴线为所述机械爪被连接的一端到游离一端的中线。
7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-5任一所述方法中的步骤。
8.一种机械爪，包括手指和用于驱动所述手指开合的开合驱动机构，其特征在于，还包括机械爪控制单元和用于驱动所述手指沿所述机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，所述开合驱动机构和所述微动位置补偿机构均与所述机械爪控制单元信号连接；
所述机械爪控制单元用于获取任务信息，所述任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点；所述机械爪控制单元用于根据所述抓取位点计算手指期望开合度；所述机械爪控制单元用于向所述开合驱动机构发出预张开指令，以使所述开合驱动机构控制所述手指预张开；所述机械爪控制单元根据所述手指期望开合度计算所述手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差；所述机械爪控制单元用于根据所述投影偏差生成补偿信息，将所述补偿信息传递至所述微动位置补偿机构，以使所述微动位置补偿机构调整所述手指在机械爪轴向上的位置；
其中，轴向为所述机械爪轴线方向，轴线为所述机械爪被连接的一端到游离一端的中线。
9.一种机器人，包括多轴机械臂、连接在所述多轴机械臂末端的机械爪和用于控制所述多轴机械臂运动的多轴驱动机构，所述机械爪包括手指和用于驱动所述手指开合的开合驱动机构，其特征在于，所述机器人还包括主控单元，所述主控单元与所述多轴驱动机构信号连接，所述机械爪还包括用于驱动所述手指沿所述机械爪轴向运动的微动位置补偿机构，所述开合驱动机构和所述微动位置补偿机构均与所述主控单元信号连接；
所述主控单元用于获取机械爪位姿和任务信息，所述任务信息包括抓取目标工件所需的抓取位点；所述主控单元用于根据所述抓取位点计算手指期望开合度；所述主控单元用于向所述开合驱动机构发出预张开指令，以使所述开合驱动机构控制所述手指预张开；所述主控单元用于根据所述手指期望开合度计算所述手指的指尖在机械爪轴向的投影偏差；所述主控单元用于根据所述投影偏差生成补偿信息，将所述补偿信息传递至所述微动位置补偿机构，以使所述微动位置补偿机构调整所述手指在机械爪轴向上的位置；所述主控单元用于根据所述机械爪位姿和所述抓取位点生成靠近指令，将所述靠近指令发送给所述多轴驱动机构，以使所述多轴驱动机构驱动所述机械爪靠近所述目标工件；所述主控单元用于根据所述手指期望开合度向所述开合驱动机构发出夹持指令，以使所述开合驱动机构控制所述机械爪夹持所述目标工件；
其中，轴向为所述机械爪轴线方向，轴线为所述机械爪被连接的一端到游离一端的中线。
10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，还包括与所述主控单元信号连接的反馈单元，所述反馈单元包括设置在所述手指指尖的压力传感器和用于检测手指位姿的手指位姿反馈单元，所述主控单元用于根据所述反馈单元传递的信息向所述开合驱动机构发出微调指令，以使所述开合驱动机构微调所述机械爪的开合程度。
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