CN114619445A - 抓取系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种抓取系统，包括：操作组件，构造成能穿戴于操作人员的手部上，并响应于手部执行模拟抓取动作依据每个手指的弯曲程度生成第一动作信息；控制模块，和操作组件通讯连接，用以采集手部的第一动作信息；以及抓取组件，和控制模块通讯连接，构造成依据第一动作信息执行与手部大致相同的动作用以对物品进行抓取，并相应于抓取物品的状态生成对物品的触感信息；其中，控制模块依据触感信息控制操作组件对穿戴操作组件的手部产生模拟触感。以使得穿戴操作组件的操作人员在不直接接触物品的状态下，可通过抓取组件实现对物品的抓取操作。
Description
技术领域
本公开的至少一种实施例涉及一种对物品进行抓取的设备，尤其涉及一种抓取系统。
背景技术
抓取系统是一种广泛应用于制造加工和日常生活领域中的辅助系统，用以抓取质量较大和/或具有一定危险性和/或不适于人工进入的场所等不利于人工直接搬运或抓取物品的工作场景中。
目前，常用的抓取系统(如机械手)一般通过操作杆、手柄及键盘等控制设备进行遥控操作，操纵设备与末端执行机构的对应性不直观，需要对操作者进行较长时间的培训。此外，由于操纵设备缺乏拾取接触状况(如接触点、接触力大小等)的反馈装置，在操纵抓取系统的过程中，操作者无法感受末端执行机构与物品接触过程中的触觉信息，增加了控制抓取系统的负担和难度。
发明内容
针对于现有的技术问题，本发明提供一种抓取系统，用于至少部分解决以上技术问题。
本公开的一方面提供一种抓取系统，包括：操作组件，构造成能穿戴于操作人员的手部上，并响应于所述手部执行模拟抓取动作依据每个手指的弯曲程度生成第一动作信息；控制模块，和所述操作组件通讯连接，用以采集所述手部的第一动作信息；以及抓取组件，和所述控制模块通讯连接，构造成依据所述第一动作信息执行与所述手部大致相同的动作用以对物品进行抓取，并响应于抓取所述物品的状态生成对所述物品的触感信息；其中，所述控制模块依据所述触感信息控制所述操作组件对穿戴所述操作组件的手部产生模拟触感。
在一种示意性的实施例中，所述操作组件包括操作手套，所述操作手套包括：第一手掌部；多个第一手指部，连接在所述第一手掌部上，每个所述第一手指部包括多个顺次连接的第一指节；以及多个触感反馈部，分别设置在所述第一指节内，以基于所述触感信息产生触感动作；优选地，每个所述触感反馈部包括反馈气室，所述反馈气室通入气体介质，通过所述反馈气室在不同的膨胀程度状态下与所述手部的接触面积和硬度对手部产生所述模拟触感，更优选地，每个所述第一指节和所述手部接触的表面采用柔性材料制成并和所述反馈气室紧密贴合。
在一种示意性的实施例中，还包括多个第一位置检测模块，分别设置在所述第一手指部的第一指节上；其中，每个所述第一位置检测模块被构造成检测相应的第一手指部的位置信息，并依据所述位置信息生成所述第一动作信息。
在一种示意性的实施例中，所述操作手套还包括多个第一气室，每个所述第一气室贯通设置在一个所述第一手指部的每个第一指节内，通过所述第一气室内的气体介质的所形成的压力对所述手部的弯曲动作产生阻力。
在一种示意性的实施例中，所述抓取组件包括抓取手，所述抓取手包括：第二手掌部；多个第二手指部，连接在所述第二手掌部上，每个所述第二手指部包括多个顺次连接的第二指节；以及至少一个触感检测模块，设置在所述第二指节的面对于所述物品的表面，以响应于所述触感检测模块和所述物品的接触形成所述触感信息；其中，所述第二手掌部和/或第二手指部的适用于和所述物品接触的表面采用柔性材料制成。
在一种示意性的实施例中，所述抓取手还包括：多个第二位置检测模块，分别设置在所述第二手指部的第二指节上，并被构造成检测相应的第二手指部的位置信息，并依据所述位置信息生成所述第二动作信息；以及多个第二气室，每个所述第二气室贯通设置在一个所述第二手指部的每个指节内，通过所述第二气室内的气体介质的压力变化以使得每个所述第二手指部进行不同程度的弯曲。
在一种示意性的实施例中，所述抓取组件还包括：机械臂，所述抓取手设置在所述机械臂上；以及驱动部，分别和所述机械臂和/或抓取手(2)通讯连接，用以驱动所述机械臂将所述抓取手移动至抓取位置和/或驱动所述抓取手对所述物品进行抓取。
在一种示意性的实施例中，还包括行进组件，所述抓取组件设置在所述行进组件上，用以带动所述抓取组件移动至所述抓取组件能抓取所述物品的位置。
在一种示意性的实施例中，还包括定位组件，设置在所述控制模块、抓取组件和行进组件中的至少一个上，用以对所述抓取组件所处的位置进行定位。
在一种示意性的实施例中，还包括感知组件，设置在所述制组件、抓取组件和行进组件中的至少一个上，用以感知所述抓取组件所处的位置的附近环境的信息。
本发明的实施例中公开了一种抓取系统，操作组件可穿戴于操作人员的手部，在手部进行模拟抓取动作时依据每个手指的弯曲程度生成第一动作信息。抓取组件依据第一动作信息执行对物品的实际抓取动作，并生成相应的触感信息。控制模块分别采集第一动作信息和触感信息，依据第一动作信息驱动抓取组件，并依据触感信息驱动控制组件产生模拟触感。由于提升操作组件与抓取组件所执行动作的直观性，易于掌握操作流程，有利于减少操作人员的学习时间。并且在抓取过程中，操作组件可依据触感信息产生模拟触感以使得操作人员在不接触物品的前提下感受到触觉信息，有利于降低操作人员控制过程的难度。
附图说明
图1是根据本公开的一种示意性实施例的抓取系统的模块连接图；
图2是根据本公开的一种示意性实施例的抓取系统的操作组件部分的立体图；
图3是图2所示的示意性实施例的A部分的局部放大图；
图4是根据本公开的一种示意性实施例的抓取系统的抓取组件部分的立体图；
图5是图4所示的示意性实施例的B部分的局部放大图；
图6根据本公开的一种示意性实施例的抓取系统的行进组件部分的立体图；以及
图7是根据本公开的一种示意性实施例的抓取系统在抓取物品的状态的信号流的流程图。
附图标记
1、操作手套；
11、第一手掌部；
12、第一手指部；
121、第一板形件；
122、套环；
123、反馈气室；
124、第一气室；
125、第一指节；
126、第一位置检测模块；
2、抓取手；
21、第二手掌部；
22、第二手指部；
221、第二板形件；
222、第二指节；
223、触感检测模块；
224、第二气室；
225、第二位置检测模块；
3、机械臂；
4、行进组件；
41、行进轮；
42、码盘；
43、底盘；
44、急停开关；
45、显示屏；
46、开关；以及
47、驱动电机。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语包括技术和科学术语具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等。
图1是根据本公开的一种示意性实施例的抓取系统的模块连接图；图2是根据本公开的一种示意性实施例的抓取系统的操作组件部分的立体图；
图3是图2所示的示意性实施例的A部分的局部放大图；图4是根据本公开的一种示意性实施例的抓取系统的抓取组件部分的立体图；图5是图4所示的示意性实施例的B部分的局部放大图；图6根据本公开的一种示意性实施例的抓取系统的行进组件4部分的立体图；图7是根据本公开的一种示意性实施例的抓取系统在抓取物品的状态的信号流的模块图。
本公开提供一种抓取系统，如图1所示，包括：操作组件、控制模块以及抓取组件。
操作组件，构造成能穿戴于操作人员的手部上，并响应于手部执行模拟抓取动作依据每个手指的弯曲程度生成第一动作信息。
控制模块，和操作组件通讯连接，用以采集手部的第一动作信息。
抓取组件，和控制模块通讯连接，构造成依据第一动作信息执行与手部大致相同的动作用以对物品进行抓取，并响应于抓取物品的状态生成对物品的触感信息。
控制模块采集触感信息息，并依据触感信息控制操作组件对穿戴操作组件的手部产生模拟触感。其中，控制模块依据触感信息控制操作组件对穿戴操作组件的手部产生模拟触感。
详细地，模拟抓取动作表征为操作人员依据人体感知的信息(包括但不限于视觉、听觉及触觉)控制穿戴抓取系统的手部进行舒张或握持，但不与物品发生实际接触。
详细地，模拟触感表征为和操作人员的手部接触的至少一部分操作组件通过物理信息(包括但不限于压力、温度及其他能被手部感知的信息)以使得手部的触觉发生变化，以模拟抓取不同尺寸和/或重量和/或材质的物品的感觉。
在一种示意性的实施例中，操作组件和控制模块之间采用通讯模块进行通讯连接。
详细地，上述操作组件、控制模块、抓取组件及通讯模块之间的通讯方式包括但不限于有线通讯、无线通讯以及射频通讯中的至少一种。
在一种示意性的实施例中，操作组件和通讯模块采用WIFI/5G的通讯方式实现通讯连接。
在一种示意性的实施例中，通讯模块和控制模块采用USB-A的通讯方式实现通讯连接。
在一种示意性的实施例中，抓取组件和控制模块采用串行通讯，串行通讯包括但不限于采用RS232/CAN通讯协议，例如，还可采用RS485或RS422中的任一一种。
根据本公开的实施例，如图2和图3所示，操作组件包括操作手套1，操作手套1包括：第一手掌部11、多个第一手指部12及多个触感反馈部。每个第一手指部12分别设置在第一手掌部11上，每个第一手指部12包括多个顺次连接的第一指节125。每个触感反馈部分别设置在第一指节125内，以基于触感信息产生触感动作。
进一步的，每个触感反馈部包括反馈气室123，反馈气室123内通入气体介质，通过反馈气室123在不同的膨胀程度下与手部的接触面积和硬度对手部产生模拟触感。
更进一步的，每个第一指节125和手部接触的表面采用柔性材料制成并和反馈气室123紧密结合。
在一种示意性的实施例中，第一手指部12包括第一板形件121和多个第一指节125。
详细地，第一板形件121包括背向设置的第一面和第二面。沿第一板形件121的延伸方向的第一面上间隔设置有多个套环，用以将操作人员的手部的手指穿入；第二面和多个顺次设置的第一指节125紧密贴合。应当理解，本公开的实施例不限于此。
例如，操作手套1可采用将操作人员手部完全包覆在内侧的结构。
进一步的，第一板形件121的第一面上形成有反馈气室123，反馈气室123的数量与手部的指节数量对应可设置为三个。应当理解，本公开的实施例不限于此。
例如，反馈气室的数量也可为两个、四个或其他数量，以操作人员的手部能较为敏感的感受反馈气室的变化为宜。
更进一步的，第一板形件121采用柔性材料制出，至少一部分第一板形件121能在压力作用下进行弯曲。多个第一指节125的相邻位置形成波纹状凹槽，在手部执行模拟抓取动作时，第一板形件向第二面弯曲，每个波纹状凹槽两侧的第一指节125以波纹状凹槽为中心线向靠近方向摆转，以使得第一手指部12发生弯曲。应当理解，本公开的实施例不限于此。
例如，相邻第一指节125之间可采用枢转配合的连接方式。
在一种示意性的实施例中，第一手掌部11为模拟手掌形状的板形件制成，每个第一手指部的指根位置均连接在第一手掌部11上。
在一种示意性的实施例中，第一手掌部11构造成右手的形状。相反地，第一手掌部11构造成左手的形状。第一手掌部11的具体形状及第一手指部12的安装位置应以与操作人员的惯用手适配为宜。
根据本公开的实施例，抓取系统还包括多个第一位置检测模块126，每个第一位置检测模块126分别设置在第一手指部12的第一指节125上；每个第一位置检测模块126被构造成检测相应的第一手指部的位置信息，并依据位置信息生成第一动作信息。
详细地，第一位置检测模块126包括但不限于采用惯性测量单元或弯曲传感器中的任一一种。惯性测量单元通过测量姿态角及加速度的变化来计算相应的第一手指部12的位置信息；弯曲度传感器通过弯曲程度来产生不同的阻值，以电信号的方式间接得到第一手指部12的位置信息。再通过每个手指部的位置信息生成第一动作信息。
采用上述实施例时，操作人员的手部穿入套环122内，在进行模拟抓取动作的状态下第一板形件121受力发生弯曲，相应的第一指节125逐级向内弯曲，五个第一位置检测模块126根据远离手掌部的第一指节125的位置变化分别生成相应手指的位置信息，并通过五个位置信息生成第一动作信息。
根据本公开的实施例，操作手套1还包括多个第一气室124，每个第一气室124贯通设置在一个第一手指部12的每个第一指节125内，通过第一气室124内的气体介质的所形成的压力对所述手部的弯曲动作产生阻力。
在一种示意性的实施例中，第一手指部12包括第一板形件121和多个第一指节125。
详细地，在第一板形件121的一侧表面和第一指节125紧密贴合，第一板形件121和第一指节125所包围的空间限定第一气室124。
进一步的，第一气室124内充入具有一定压力的气体介质，以使得第一手掌部12在初始位置时处于舒张状态。待手部执行模拟抓取动作时，第一气室124受到压缩在内部其他介质的压强作用下为手部的弯曲提供阻力，以提升模拟抓取动作的真实感。在操作人员的手部舒张的状态下，第一气室124内的气体介质在压强作用下使得第一手掌部12实现复位。应当理解，本公开的实施例不限于此。
例如，多个第一指节125采用枢转配合的方式，则可在每个枢转位置的枢轴处安装扭簧或采用阻尼方式对手部的弯曲提供阻力。
根据本公开的实施例，如图4和图5所示，抓取组件包括抓取手2，抓取手2包括：第二手掌部21、多个第二手指部22及至少一个触感检测模块233。多个第二手指部22连接在第二手掌部21上，每个第二手指部包括多个顺次连接的第二指节222。触感检测模块223设置在第二指节222的面对于物品的表面，以响应于触感检测模块223和物品的接触形成触感信息。第二手掌部21和/或第二手指部22适用于和所述物品接触的表面采用柔性材料制成。
在一种示意性的实施例中，操作手套(1)的外部被柔性材料包覆。
进一步的，抓取手(2)也被同样的或大致相同的柔性材料包覆。通过这样的实施方式，操作手套(1)及抓取手(2)的外部材料的材质大体相似，以使得操作手套(1)及抓取手(2)的触感及材质的特性(包括但不限于材质的触感、性质、强度)大体相似。基于上述相似的材料特性，在对操作手套(1)及抓取手(2)所进行的针对性设计的控制系统、控制方式、控制算法所涉及的部分参数及算法也可采用大致相同的内容或数据，有利于降低设计难度及相关的研发成本。
根据本公开的实施例，如图4和图5所示，抓取手2还包括多个第二位置检测模块225及多个第二气室224。多个第二位置检测模块225分别设置在第二手指部22的第二指节222上，并被构造成检测相应的第二手指部22的位置信息，并依据位置信息生成所述第二动作信息。每个第二气室224贯通设置在一个第二手指部22的每个指节内，通过第二气室224内的气体介质的压力变化以使得每个第二手指部22进行不同程度的弯曲。
在一种示意性的实施例中，操作手套(1)和抓取手(2)所应用的结构具有相似性。
详细地，操作手套1的第一指节125及抓取手2的第二指节222采用大致相同的气囊结构。第一板形件121及第二板形件221采用相同的材料或性质(包括但不限于弹性，刚度)的材质制成。
进一步的，第一位置检测模块126及第二位置检测模块225采用型号相同或大致特性一致的装置(包括但不限于惯性测量单元或弯曲传感器)。
更进一步的，第一气室124及第二气室224，采用大致相同的气室结构。通过上述的相似设计，从操控的原理上，材质的性能上以及依据上述技术特征所进行研发的控制系统中，由于一些相关的参数和算法可借鉴和/或共用，因此，可进一步降低设计难度及相关的研发成本。
在一种示意性的实施例中，如图4和图5所示，依据手部的形状构造第二手掌部21及五个第二手指部22。
详细地，第二手指部22包括第二板形件221和多个第二指节222。第二板形件221包括向背设置的第三面和第四面。第三面上设置有触觉检测模块，第四面和多个顺次设置的第二指节222紧密贴合。
详细地，每个第二指节222上的触觉检测模块为三个。应当理解，本公开的实施例不限于此。
例如，触觉检测模块的数量也可为两个、四个或其他数量，以能较为充分的与物品发生接触，并生成触感信息为宜。
在一种示意性的实施例中，第二板形件221采用柔性材质制出，至少一部分第二板形件221能在压力状态下实现弯曲。
进一步的，多个第二指节222相邻位置形成波纹状凹槽。在操作人员进行模拟抓取动作的状态下，第二板形件221向第三面弯曲，每个波纹状凹槽两侧的第二指节222以波纹状凹槽为中心线向靠近方向摆动，以使得第二手指部22发生弯曲。这样的实施方式通过操作人员的手部所承受的阻力，用以模拟对需要抓取的物品的抓取力度进行感知。
更进一步的，第二位置检测模块225包括但不限于采用惯性测量单元或弯曲传感器中的任一一种。惯性测量单元通过测量姿态角及加速度的变化来计算相应的第二手指部22的位置信息；弯曲度传感器通过弯曲程度来产生不同的阻值，以电信号的方式间接得到第二手指部22的位置信息。再通过每个手指部的位置信息生成第二动作信息。
根据本公开的实施例，如图4所示，抓取组件还包括机械臂3，抓取手2设置在机械臂3上。
在一种示意性的实施例中，机械臂3包括但不限于多轴机械臂3。用以模拟操作人员的手臂动作。
根据本公开的实施例，抓取组件还包括驱动部。驱动部分别和机械臂3和/或抓取手2通讯连接，用以驱动机械臂3将抓取手2移动至抓取位置和/或驱动抓取手2对物品进行抓取。
在一种示意性的实施例中，驱动部包括电机驱动部，电机驱动部和多轴机械臂3的每一轴的伺服电机的通讯连接，用以通过驱动伺服电机的转速和转动方向。
在一种示意性的实施例中，驱动部还包括抓取手驱动部，抓取手2驱动部包括稳压气罐、气泵、稳压阀、多个比例阀及第一控制板。
具体地，气泵和稳压气罐的进气端连接，稳压阀和稳压气罐的出气端连接，稳压阀的出气端和每个比例阀的进气端连接，每个比例阀的出气端分别和每个第一气室124、每个第二气室224及每个反馈气室123的进气端导通，第一控制板和稳压阀及比例阀通讯连接，用以控制每个阀门的开、闭及开度。
进一步的，第一控制板和控制模块通讯连接，以根据控制模块输出的控制信号通过控制每个阀门的的开、闭及开度，以使得抓取手2执行相应的抓取动作。应当理解，本公开的实施例不限于此。
例如，相邻第二指节222之间可采用枢转配合的连接方式。
进一步的，在这种实施例中，相邻第二指节222可通过在枢转位置安装的电机驱动。
根据本公开的实施例，如图6所示，抓取系统还包括行进组件4，抓取组件设置在行进组件4上，用以带动抓取组件移动至抓取组件能抓取物品的位置。
在一种示意性的实施例中，行进组件4包括行进车，行进车包括底盘43、码盘42、驱动电机47、行进轮41和第二控制板。
具体地，底盘43上安装有多个行进轮41，行进轮41由驱动电机47驱动。码盘42设置在行进轮41的驱动轴上，用以检测行进轮41的转速。第二控制板和码盘42及驱动电机47通讯连接，通过控制行进轮41的转速，以调整行进车的速度和/或位置。应当理解，本公开的实施例不限于此。
例如，可将至少一对行进轮41设置成转向轮，再通过舵机和连杆驱动转向轮调整行进车的行进方向。
进一步的，底盘43上还设置有用以控制行进车运行状态的开关46，以及用以对行进车快速停机的急停开关44。
更进一步的，底盘43上还设置有显示屏45，用以显示行进车和/或抓取组件的工作情况。
在一种示意性的实施例中，如图7所示，操作组件还包括显示设备。显示设备和控制模块通讯连接，用以采集抓取组件抓取物品的图像信息。
详细地，显示设备包括显示终端和摄像头，摄像头设置在能对抓取组件对物品进行抓取的场景中用以检测图像信息，显示终端可穿戴于操作人员的面部用以显示视觉信号。
采用上述实施例时，摄像头提取抓取手2抓取物品的视频，并将视频以图像信息方式输出至控制模块，控制模块再将图像信息输出至显示终端显示，以使得形成操作人员的视觉信息。与此同时，操作人员依据视觉信息通过操作手套1调整抓取组件的位置和抓取物品的时机进行模拟抓取动作，操作手套1依据模拟抓取动作生成第一动作信息，控制模块依据第一动作信息向抓取手2输出控制指令，抓取手2执行控制指令并在抓取物品的状态下可反馈触感信息和第二动作信息，控制模块依据触感信息控制操作组件与手部发生接触以使得操作人员感受到模拟触感。
在一种示意性的实施例中，控制模块包括通讯接口和嵌入式计算板。通讯接口用于控制模块和其他模块和/或组件实现通讯连接，嵌入式计算板中包括但不限于用于检测第一动作信息、第二动作信息及触感信息的功能单元或软件，用于对模拟组件和抓取组件输出控制命令的功能单元或软件以及具有自主学习能力的功能单元或软件。
采用上述实施例时，依据抓取现场的图像信息、触感信息、第一动作信息和第二动作信息来指导抓取手2的参数调节。
在一种示意性的实施例中，控制模块包括内置有相关软件和/或算法的模块，基于上述模块，抓取系统具备相应的等级的深度学习能力。例如，可通过有监督学习和/或无监督学习方式对需要抓取的物品进行聚类、归一及分类等方式构建具有相应样本数量的学习样本，以使得抓取系统对于一种或一类物品的抓取方式进行学习，以提升抓取系统的自主性和智能性，有利于减轻操作人员的负担直至逐步取代操作人员执行抓取动作。
根据本公开的实施例，抓取系统还包括设置在控制模块、抓取组件和行进组件4中的至少一个上的定位组件，用以对所述抓取组件所处的位置进行定位。
在一种示意性的实施例中，定位组件包括但不限于组合导航模块和GPS模块。
详细地，组合导航模块通讯连接千寻服务系统，GPS模块通讯连接卫星服务系统。
进一步的，控制模块内设置有与定位组件通讯连接的SLAM(同步定位与地图绘制)软件。
根据本公开的实施例，抓取系统还包括设置在控制模块、抓取组件和行进组件4中的至少一个上的感知组件。用以感知所述抓取组件所处的位置的附近环境的信息。
在一种示意性的是实施例中，感知组件包括但不限于激光雷达和双目摄像头。
详细地，控制模块内设置有与感知组件通讯连接的自主驾驶软件，以实现行进车至少具有一定级别的自动驾驶能力。
例如，采用L0至L5级的自动驾驶技术中的任一一种，具体级别应依据实际的使用场景的需求选定，以行进组件可在规划的场景中较为安全的行驶为宜。
进一步的，感知模块除适用于规划驾驶场景外，还可应用于获取所抓取的物品的外部特征和/或形状特征(包括但不限于物品的宽度、高度、体积)，适用于除抓取手2和物品接触的触感外，为控制模块反馈物品的其他特征信息，适用于作为不同的向量进行深度学习。有利于抓取系统的深度学习，进一步，提升抓取系统的智能化程度。
在一种示意性的实施例中，提供一种应用于环卫工作场景的抓取系统。
详细地，操作人员(包括但不限于环卫工作人员)将操作手套1穿戴于惯用的手部上。
操作人员通过显示设备实时采集的图像(或视频)信息和/或行进组件的定位信息(由定位组件采集)和/或感知信息(由感知组件采集)对行进组件进行控制，以使得搭载行进组件移动至适合于对物品(包括但不限于垃圾)进行抓取的位置。
操作人员通过操作手套1执行模拟抓取动作，抓取手依据第一动作信息执行与操作人员的手部动作大致相同的抓取动作以将物品抓取，并反馈模拟触感，控制模块依据模拟触感控制触感反馈部执行相应的动作以使得操作人员的手部得到相应的触感。这样的实施方式可使得操作人员在不靠近作业现场的环境中即可完成对物品的清理做节，可较为降低环卫工作的操作强度，并提升环卫工作的安全性。
在一种示意性的实施例中，操作手套包括左操作手套和右操作手套，相应的抓取手也包括左抓取手和右抓取手。两个操作手套分别穿戴于操作人员的左手和右手，两个抓取手分别执行两个操作手套的动作以实现对体积较大的物品的抓取动作。
在一种示意性的实施例中，抓取系统还可应用于其他具有危险性、空间狭小及其他不利于人员直接进入操作的工作场景中，以使得操作人员在不靠近工作场景的环境中即可完成对工作场景内的物品进行抓取的工作目的。
本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (10)
1.一种抓取系统，其特征在于，包括：
操作组件，构造成能穿戴于操作人员的手部上，并响应于所述手部执行模拟抓取动作依据每个手指的弯曲程度生成第一动作信息；
控制模块，和所述操作组件通讯连接，用以采集所述手部的第一动作信息；以及
抓取组件，和所述控制模块通讯连接，构造成依据所述第一动作信息执行与所述手部大致相同的动作用以对物品进行抓取，并响应于抓取所述物品的状态生成对所述物品的触感信息；
其中，所述控制模块依据所述触感信息控制所述操作组件对穿戴所述操作组件的手部产生模拟触感。
2.根据权利要求1所述的抓取系统，其特征在于，所述操作组件，包括操作手套(1)，所述操作手套(1)包括：
第一手掌部(11)；
多个第一手指部(12)，连接在所述第一手掌部(11)上，每个所述第一手指部(12)包括多个顺次连接的第一指节(125)；以及
多个触感反馈部，分别设置在所述第一指节(125)内，以基于所述触感信息产生触感动作；
优选地，每个所述触感反馈部包括反馈气室(123)，所述反馈气室(123)通入气体介质，通过所述反馈气室(123)在不同的膨胀程度状态下与所述手部的接触面积和硬度对手部产生所述模拟触感，
更优选地，每个所述第一指节(125)和所述手部接触的表面采用柔性材料制成并和所述反馈气室(123)紧密贴合。
3.根据权利要求1或2所述的抓取系统，其特征在于，还包括多个第一位置检测模块(126)，分别设置在所述第一手指部(12)的第一指节(125)上；
其中，每个所述第一位置检测模块(126)被构造成检测相应的所述第一手指部(12)的位置信息，并依据所述位置信息生成所述第一动作信息。
4.根据权利要求1或2所述的抓取系统，其特征在于，所述操作手套(1)还包括多个第一气室(124)，每个所述第一气室(124)贯通设置在一个所述第一手指部(12)的每个第一指节(125)内，通过所述第一气室(124)内的气体介质的所形成的压力对所述手部的弯曲动作产生阻力。
5.据权利要求1所述的抓取系统，其特征在于，所述抓取组件，包括抓取手(2)，所述抓取手(2)包括：
第二手掌部(21)；
多个第二手指部(22)，连接在所述第二手掌部上，每个所述第二手指部(22)包括多个顺次连接的第二指节(222)；以及
至少一个触感检测模块(223)，设置在所述第二指节(222)的面对于所述物品的表面，以响应于所述触感检测模块(223)和所述物品的接触形成所述触感信息；
其中，所述第二手掌部(21)和/或第二手指部(22)的适用于和所述物品接触的表面采用柔性材料制成。
6.据权利要求5所述的抓取系统，其特征在于，所述抓取手还包括：
多个第二位置检测模块(225)，分别设置在所述第二手指部(22)的第二指节(222)上，并被构造成检测相应的第二手指部(22)的位置信息，并依据所述位置信息生成所述第二动作信息；以及
多个第二气室(224)，每个所述第二气室(224)贯通设置在一个所述第二手指部(22)的每个指节内，通过所述第二气室(224)内的气体介质的压力变化以使得每个所述第二手指部(22)进行不同程度的弯曲。
7.根据权利要求5或6所述的抓取系统，其特征在于，所述抓取组件还包括:
机械臂(3)，所述抓取手(2)设置在所述机械臂(3)上；以及
驱动部，分别和所述机械臂(3)和/或抓取手(2)通讯连接，用以驱动所述机械臂(3)将所述抓取手(2)移动至抓取位置和/或驱动所述抓取手(2)对所述物品进行抓取。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的抓取系统，其特征在于，还包括行进组件(4)，所述抓取组件设置在所述行进组件(4)上，用以带动所述抓取组件移动至所述抓取组件能抓取所述物品的位置。
9.根据权利要求8所述抓取系统，其特征在于，还包括定位组件，设置在所述控制模块、抓取组件和行进组件(4)中的至少一个上，用以对所述抓取组件所处的位置进行定位。
10.根据权利要求8所述的抓取系统，其特征在于，还包括感知组件，设置在所述制组件、抓取组件和行进组件(4)中的至少一个上，用以感知所述抓取组件所处的位置的附近环境的信息。
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