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东北大学学报（自然科学版） 2020年第3期41卷 349-354,392页

作者：张颖赵长盛苑文博郝丽娜东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

硬度作为物体的重要物理属性之一,在一定程度上影响了机械手对物体的智能抓取控制.为提高机械手自适应性、集成化和轻量化,本文设计并制作了基于3D打印技术的模块化多自由度仿人机械手.通过微型丝杠电机牵引钢丝绳运动,实现四指弯曲和... 详细信息

硬度作为物体的重要物理属性之一,在一定程度上影响了机械手对物体的智能抓取控制.为提高机械手自适应性、集成化和轻量化,本文设计并制作了基于3D打印技术的模块化多自由度仿人机械手.通过微型丝杠电机牵引钢丝绳运动,实现四指弯曲和拇指弯曲与侧摆.本文重点研究了仅基于电流传感器反馈的物体硬度感知策略,无需增加额外的外部传感器,弥补了大多数机械手难以直接区分物体软硬属性的缺陷.通过将该机械手与软体机械臂集成,实现了对不同硬度的软烂水果和新鲜水果的分类挑选.

关键词：仿人机械手模块化 3D打印电流反馈硬度感知

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机器人抓取对象硬度触觉感知研究

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机械工程学报 2021年第23期57卷 12-20页

作者：张宪民王浩楠黄沿江华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室广州510641 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641

物体硬度感知对于机器人进行物体灵巧操作具有重要意义。针对物体硬度感知中传感信号复杂、物体压缩量大而导致的系统鲁棒性差以及容易损伤物体的问题,提出了一种基于触觉传感的机器人抓取对象硬度感知方法。该方法使用两指夹持器轻微... 详细信息

物体硬度感知对于机器人进行物体灵巧操作具有重要意义。针对物体硬度感知中传感信号复杂、物体压缩量大而导致的系统鲁棒性差以及容易损伤物体的问题,提出了一种基于触觉传感的机器人抓取对象硬度感知方法。该方法使用两指夹持器轻微挤压物体,通过安装在两指指尖的柔性触觉传感器阵列采集压力序列信号。将压力序列信号进行多项式处理得到非线性特征序列,使用基于决策树的Adaboost算法处理非线性特征序列,实现抓取物体在线硬度等级分类。将基于决策树的Adaboost算法和其他各种算法进行比较,并进行实际物体硬度识别实验。实验结果表明所提方法能够准确实时识别不同抓取对象的硬度。

关键词：机器人抓取硬度感知触觉 Adaboost算法

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灵巧手自适应抓取关键技术研究

灵巧手自适应抓取关键技术研究

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作者：王浩楠华南理工大学

学位级别：硕士

随着机器人应用需求的不断提高,灵巧手的抓取对象从单一工件逐步拓展到未知的复杂物体。由于灵巧手抓取系统感知抓取对象和场景的能力有限,灵巧手对未知的复杂物体进行稳定抓取仍然是一项具有挑战性的任务。针对这个问题,本文以属性未... 详细信息

随着机器人应用需求的不断提高,灵巧手的抓取对象从单一工件逐步拓展到未知的复杂物体。由于灵巧手抓取系统感知抓取对象和场景的能力有限,灵巧手对未知的复杂物体进行稳定抓取仍然是一项具有挑战性的任务。针对这个问题,本文以属性未知的物体为抓取对象,围绕灵巧手对抓取对象的识别、感知和操作这三个关键技术进行研究。本文主要包括以下几个方面的内容:(1)灵巧手抓取系统搭建与标定。首先,对能够自适应抓取未知物体的灵巧手抓取系统进行需求分析。其次,基于需求分析设计灵巧手抓取系统的硬件平台。再次,基于ROS(Robot Operating System)搭建灵巧手抓取系统的控制平台,实现传感信息的实时通信和抓取系统的实时控制。最后,对所搭建的灵巧手抓取系统进行标定。(2)基于视觉的抓取对象识别与抓取规划。首先,分析两指灵巧手抓取模型并提出六个参数的抓取描述方法,通过引入抓取对象的估计高度提高了对未知物体的自适应抓取性能。其次,提出基于视觉的抓取识别与抓取规划方法,对未知物体进行自适应抓取规划。最后,通过实验研究证明所提出的方法能够对未知物体进行实时自适应抓取识别与抓取规划。(3)灵巧手抓取对象硬度感知。首先,提出小压缩距离的触觉数据采集和多项式处理方法,避免压缩量过大损伤物体。其次,采用基于单层决策树的Adaboost算法进行抓取对象硬度感知,将抓取对象的硬度分为五个等级。最后,对训练集以外的真实抓取对象进行硬度感知实验。实验结果表明本文所提出的方法能在小压缩距离下自适应感知物体的硬度。通过感知抓取对象的硬度,为灵巧手自适应施加初始夹持力提供依据。(4)灵巧手抓取稳定性分析与综合实验研究。首先,提出基于威尔科克森符号秩检验的灵巧手抓取稳定性分析方法。其次,通过静态性能以及动态性能测试检验所提出方法的性能,结果表明所提方法能检测抓取对象的初始滑移和连续滑移。再次,将所提的抓取稳定性分析算法应用于不同自适应操作场景。最后,进行灵巧手对抓取对象进行识别、感知和操作的自适应抓取实验。实验结果表明本文所提出的灵巧手自适应抓取方法能对未知物体进行非破坏性的稳定抓取。

关键词：灵巧手抓取自适应抓取识别硬度感知稳定性分析

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