[发明专利]建筑垃圾分拣机械手抓取控制方法及装置

说明书

本发明提供一种建筑垃圾分拣机械手抓取控制方法及装置，包括以下步骤：获取抓取控制装置的实际抓取力、实际角度、实际位置以及待抓取物的期望抓取力；基于所述实际抓取力和所述期望抓取力，应用阻抗控制算法，确定待抓取物的位置修正量；基于所述实际抓取力、所述实际位置以及所述期望抓取力，应用预设的参数估计算法，确定待抓取物的期望位置；基于所述位置修正量和所述期望位置，应用逆运动学计算法，确定抓取控制装置的期望角度。本发明的建筑垃圾分拣机械手抓取控制方法及装置不但确保抓取控制装置在预估待抓取物的位置和表面刚度有偏差或抓取过程中待抓取物的表面刚度有变化时仍可作出自适应调整以实现稳定抓取；而且保证了待抓取物的分拣效率。

技术领域

本发明涉及智能抓取控制领域，特别是涉及一种建筑垃圾分拣机械手抓取控制方法及装置。

背景技术

随着智能制造的发展，越来越多的领域应用到机械手等抓取控制装置完成抓取操作，比如，建筑领域应用机械手抓取建筑垃圾，由于建筑垃圾材质多样，表面刚度各异，当机械手的抓取力较小时，建筑垃圾易滑脱；当机械手的抓取力较大时，建筑垃圾易损坏。因此，抓取控制装置对抓取的控制是其中的关键点。

现有技术中，抓取控制装置对抓取的控制主要采用阻抗控制法，该方法根据设定的目标阻抗模型调节机械手末端执行器的位置和接触力的动态关系，广泛用于果蔬抓取、患肢康复、工作表面打磨、轴孔装配等方面；在建筑领域中，当应用阻抗控制法进行抓取分拣时，若待抓取物的位置和表面刚度都能精确获得，则可以实现既快又稳的抓取；但实际应用中，由于抓取控制装置通过传感器预估的待抓取物的位置和表面刚度等信息往往带有偏差；并且在抓取过程中待抓取物的表面刚度也可能发生变化，这时应用阻抗控制法并不能得到良好的控制效果；反而会影响待抓取物的分拣效率。

因此，抓取控制装置如何更精确地进行抓取是一个亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种建筑垃圾分拣机械手抓取控制方法及装置，用于解决现有技术中存在的未能更精确地进行抓取的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种抓取控制方法，包括以下步骤：获取抓取控制装置的实际抓取力、实际角度、实际位置以及待抓取物的期望抓取力；基于所述实际抓取力和所述期望抓取力，应用阻抗控制算法，确定待抓取物的位置修正量；基于所述实际抓取力、所述实际位置以及所述期望抓取力，应用预设的参数估计算法，确定待抓取物的期望位置；基于所述位置修正量和所述期望位置，应用逆运动学计算法，确定抓取控制装置的期望角度；所述期望角度用于和所述实际角度比对以调整所述抓取控制装置的实际角度从而完成抓取操作。

于本发明的一实施例中，所述基于所述实际抓取力、所述实际位置以及所述期望抓取力，应用预设的参数估计算法，确定待抓取物的期望位置，包括：基于所述实际抓取力、所述实际位置，应用预设的参数估计算法，确定待抓取物的位置估计值、刚度估计值；基于所述位置估计值、所述刚度估计值以及所述期望抓取力，确定待抓取物的期望位置。

于本发明的一实施例中，所述逆运动学计算法的公式表达式为：

其中，θ₁为抓取控制装置单侧的第一关节处的关节角度，θ₂为抓取控制装置单侧的第二关节处的关节角度；l₁为所述第一关节处和所述第二关节处的连接长度；l₂为第二关节处至抓取端的连接长度；x为以所述第一关节处为原点的二维坐标的横坐标值；y为以所述第一关节处为原点的二维坐标的纵坐标值。

于本发明的一实施例中，所述x根据所述位置修正量和所述期望位置求和得出；所述y根据所述实际位置得出。