[发明专利]一种低刚度片状材料的自动化适应性抓放方法

权利要求书

1.一种低刚度片状材料的自动化适应性抓放方法，其特征在于：

此方法采用自动化搬运系统，所述自动化搬运系统包括至少一个自动化搬运单元，所述自动化搬运单元包括框架结构和连接块，所述框架结构由多个依次铰接的伸缩机构所围成，所述连接块设置在所述框架结构的中心，并通过调节机构与所述框架结构连接，所述框架结构的底部安装有多个末端执行器，所述末端执行器用于抓取待抓取平面材料，且在Z向方向上伸缩；

所述末端执行器包括抓取装置和伸缩模组，所述伸缩模组用调整抓取装置在Z向位置，所述调节机构包括伸缩装置和旋转装置，所述伸缩装置的一端与所述框架结构铰接，所述伸缩装置的另一端通过所述旋转装置与所述连接块连接；

方法包括如下步骤：

（1）将待抓取材料的图形输入计算机；

（2）将待抓取材料按特征进行分类；

（3）根据待抓取材料的尺寸和形状，采取单独一套或是多套自动化搬运单元进行协同作业；

（4）根据待抓取的材料的特征选取合适的末端执行器，并根据待抓取材料的重量确定末端执行器的数量，根据待抓取材料的尺寸和形状调节框架结构的形状和位置，进而改变末端执行器的X向和Y向的位置；

将抓取装置外侧材料视为悬臂梁，根据材料的密度、截面积参数，计算材料边缘长度D和最外侧材料悬垂量W1的挠度曲线方程；

将相邻的两个抓取装置之间的材料视为简支梁，根据材料的密度、截面积参数，计算两个抓取装置之间的材料长度L和材料悬垂量W2的挠度曲线方程；

根据上述两组挠度曲线方程，设定合适的挠度值W=min（W1，W2），然后根据曲线方程反推D和L；并依照D调节自动化搬运单元距离材料布料边缘的位置；依照L调节任意两个抓取装置之间的距离；

（5）调节末端执行器的Z向行程，实现对待抓取材料在任意曲面上的拾取或铺放；

所述待抓取材料为纤维复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种低刚度片状材料的自动化适应性抓放方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，将待抓取材料按特征进行分类，使得待抓取材料的图形有一个固定编号C(i,j)；其中i为该图形对应的类别编号，j为该图形在第i类中的序号。

3.根据权利要求2所述的一种低刚度片状材料的自动化适应性抓放方法，其特征在于，将待抓取材料按特征进行分类的方法为：先对已获得的待抓取材料的图形通过主成分分析、模式识别、特征矩阵以及神经网络进行处理，将待抓取材料的图形按照形状、尺寸、孔洞、表面纹理分类，然后结合待抓取材料的材质参数进行二次分类，其中材质参数包括面密度、干湿程度、材料刚度；之后依据工程需要对两次分类的结果进行组合取并集或交集，确定最后的分类。

4.根据权利要求1所述的一种低刚度片状材料的自动化适应性抓放方法，其特征在于，在步骤（3）中，根据待抓取材料的尺寸进行区域判定并依据区域尺寸分配自动化搬运单元的数量：当待抓取材料的尺寸不超过预先设定的长方体的长宽高尺寸(a,b,c)后，采取单独一套自动化搬运单元进行作业；当待抓取材料的尺寸超过设定值(a,b,c)后，对待抓取材料的图形进行分割，分割为多个子图形，直到分割后每个子图形的尺寸都小于(a,b,c)，采取与子图形数量相同的自动化搬运单元对其所对应的子图形进行协同作业。

5.根据权利要求1所述的一种低刚度片状材料的自动化适应性抓放方法，其特征在于，自动化搬运单元的数量M需要满足M*F≥G，其中，G为被抓取材料的重力，F为一套自动化搬运单元的总提升力，其中，F=N*f(X)*S，S为人为设定的安全系数，N为末端执行器的数量，f(X)每个末端执行器的提升力。

6.根据权利要求1所述的一种低刚度片状材料的自动化适应性抓放方法，其特征在于，所述抓取装置包括吸盘或夹钳或刺针。