[实用新型]机器人抓取系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别地涉及一种机器人稳定抓取工件的系统。

背景技术

机器人飞速发展的今天，工业机器人在制造业中的应用也越来越广泛。如汽车及汽车零部件制造、机械加工、电子电气生产、橡胶及塑料制造、食品加工、木材与家具制造等领域的自动化生产过程中，机器人作业发挥着重要作用。机器人对工件的抓取是制造业的自动化生产中一项常见的任务。目前，视觉引导与定位技术已经成为工业机器人获得作业周围环境信息的主要手段，但目前的技术尚未提供实现快速稳定抓取的方法。在工业中，机器人抓取的过程存在抓取缓慢或不稳定的情况，存在抓取一类工件的困难，且实时性和可靠性不能保证。

实用新型内容

本实用新型提供了一种机器人抓取系统，该系统适用制造业中工业机器人工件抓取作业，提高了机器人工作的效率。

本实用新型的机器人抓取系统包括：机器人、摄像机、远程控制计算机、和四指手爪，其中：四指手爪和摄像机固定在机器人的第六轴末端；摄像机的像平面设为与四指手爪的手指方向垂直；以及摄像机、远程控制计算机和机器人依次电气连接。

可选地，机器人的第六轴末端是与末端执行器相连接的轴末端。

可选地，四指手爪包括手掌圆盘、两条交叉直线导轨和四个手指，所述两条交叉直线导轨固定在手掌圆盘上且互相正交，所述四个手指分成两组，每组手指通过一个电机驱动以沿着相应的直线导轨同时移进或移出。

可选地，该机器人抓取系统还包括传送带。

该机器人抓取系统具有实时性好，可靠性高，抓取快速稳定等优点。

附图说明

图1为本实用新型的系统主视图。

图2为本实用新型的基于视觉和环境吸引域融合的机器人抓取方法流程示意图。

图3为本实用新型四指手爪和工件图。

图4为本实用新型的所建立的手爪坐标系图。

图5为本实用新型的具体实施方式中所用的凸六面体工件的三维立体图。

图6为本实用新型的凸六面体工件在x_go_gy_g平面投影。

图7为本实用新型的环境约束域子空间C₁曲线图。

图8为本实用新型的环境约束域子空间C₂曲面图。

图9为本实用新型的抓取过程中凸六面体工件在x_go_gy_g平面的投影。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、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，对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型公开了一种基于视觉和环境吸引域融合的机器人抓取工件方法及系统。

本方法针对的是能稳定放置在水平面上凹凸多面体工件。

本方法利用吸引域理论，即非线性系统中，如果存在吸引域，则吸引域的最低点对应着该非线性系统的一个稳定状态。本方法分离线分析与在线抓取两个阶段。在离线阶段，首先基于手爪和工件的CAD模型构建环境约束域，并将高维环境约束域分解成若干三维以下子空间并求出子空间中约束域的局部最低点，即稳定抓取状态；在在线阶段，利用摄像头采集单幅图像，识别并定位工件位姿，然后计算由初始状态到高维环境约束域的路径规划，通过计算机输出轨迹点控制机器人运动并实现对工件的稳定抓取。

本实用新型还公开了一种实现以上方法的基于视觉和环境吸引域融合的机器人抓取系统，包括，传送带、机器人、摄像机、远程控制计算机、四指手爪和工件。该系统利用视频摄像头采集图像，利用计算机识别工件并定位工件位姿，通过环境吸引域得到工件的稳定抓取位姿，并计算出初始位姿与稳定抓取位姿之间的路径规划，从而控制机械手快速、稳定抓取工件。系统中视频摄像头采集单幅工件图像；计算机通过图像识别并定位工件，计算机械手从初始状态到稳定抓取的路径规划，控制机器人的运动，控制机械手抓取工件；计算机的数据端与工业机器人的控制柜的数据端连接，通过输出轨迹点控制工业机器人的运动。该系统具有实时性好，可靠性高，抓取快速稳定等优点。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例