[发明专利]机器人仿生手及抓取方法和系统

权利要求书

1.一种机器人仿生手抓取系统，其特征在于，包括：机器人仿生手、触觉分析模块和抓取控制模块；

所述机器人仿生手包括：

三指手爪本体，所述三指手爪本体包括手掌、第一手指、第二手指以及第三手指，所述手指包括指根、指中、指前以及指尖，所述手掌分别与所述第一手指、第二手指以及第三手指的指根通过铰接连接，所述手指的指根与指中通过铰接连接，所述手指的指中与指前通过铰接连接，所述手指的指前与指尖为一个整体，所述第一手指、第二手指以及第三手指的位置可任意调节；

手爪驱动电机，所述手爪驱动电机置于所述三指手爪本体上，用于驱动和控制所述三指手爪本体运转；

触觉传感器，所述触觉传感器置于所述三指手爪本体的三个手指上，形成阵列式触觉传感器，用于感知物体接触力及接触力分布，并转换为与压力匹配的电信号；以及

柔性薄膜压力转换模块，用于将所述触觉传感器的模拟信号转换为数字信号；

所述触觉传感器的组成包括：聚酰亚胺绝缘层、高分子聚合物厚膜器件、感应区和引脚；所述聚酰亚胺绝缘层用环氧树脂作为压阻片的填充物；所述高分子聚合物厚膜器件位于所述聚酰亚胺绝缘层之间；所述感应区用于感知物体的接触力及接触力分布；所述引脚用于输出信号；所述感应区形状包括圆形和长条形；所述圆形直径为15mm，所述长条形的长为50mm，所述长条形的宽为15mm；具有圆形的感应区形状的触觉传感器设置于所述手指的指尖；具有长条形的感应区形状的触觉传感器设置于所述手指的指中和指前；

所述触觉分析模块与所述机器人仿生手的柔性薄膜压力转换模块通信连接，用于接收并分析所述机器人仿生手的柔性薄膜压力转换模块转换的触觉传感器的数据，获得物体材质的软硬属性数据；以及

所述抓取控制模块与所述机器人仿生手的手爪驱动电机通信连接，基于所述物体材质的软硬属性数据，控制所述三指手爪本体抓取物体；

其中，机器人仿生手启动抓取；手爪驱动电机基于抓取参数驱动和控制机器人仿生手的三指手爪本体抓取物体，所述抓取参数包括抓取力大小、抓取姿势和抓取位置；判断是否抓取成功，如果成功，结束，否则，机器人仿生手的触觉传感器获取物体的接触力及接触力分布的电信号，并通过机器人仿生手的柔性薄膜压力转换模块转换为数字信号；分析所述数字信号，获得物体材质的软硬属性数据；以及基于获取的物体材质的软硬属性数据，调整手爪驱动电机的抓取参数，包括抓取力大小、抓取姿势和抓取位置，通过手爪驱动电机驱动和控制机器人仿生手的三指手爪本体继续反复抓取物体，直到抓取成功。

2.根据权利要求1所述的机器人仿生手抓取系统，其特征在于，所述触觉分析模块，与所述机器人仿生手的柔性薄膜压力转换模块通信连接，用于接收并分析所述机器人仿生手的柔性薄膜压力转换模块转换的触觉传感器的数据，获得物体材质的软硬属性数据，包括：

通过神经网络算法对触觉传感器的数据进行实时分析，获得物体材质的软硬属性数据，所述触觉传感器的数据为触觉传感器接触物体时的物体接触力及接触力分布对应的数字信号。

3.根据权利要求1所述的机器人仿生手抓取系统，其特征在于，所述触觉分析模块、抓取控制模块分布于远程计算机上。