一种机器人抓持装置（10），其具有第一手指（20）、第二手指（30）和致动器（40）。第一手指具有第一指尖（22）、第一指根（24）和第一致动器接合端部（26）。第一手指的第一夹持表面（21）位于第一指尖和第一指根之间。类似地，第二手指具有第二指尖（32）、第二指根（34）、第二致动器接合端部（36）。第二手指的第二夹持表面（31）位于第二指尖和第二指根之间。致动器（40）与第一致动器接合端部和第二致动器接合端部机械接合，以打开和闭合手指。第一力传感器（28）布置在第一手指的指根上，以测量第一手指上的第一操作力，并且第二力传感器（38）布置在所述第二手指的指根，以测量第二手指上的第二操作力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种机器人抓持装置（10），其具有第一手指（20）、第二手指（30）和致动器（40）。第一手指具有第一指尖（22）、第一指根（24）和第一致动器接合端部（26）。第一手指的第一夹持表面（21）位于第一指尖和第一指根之间。类似地，第二手指具有第二指尖（32）、第二指根（34）、第二致动器接合端部（36）。第二手指的第二夹持表面（31）位于第二指尖和第二指根之间。致动器（40）与第一致动器接合端部和第二致动器接合端部机械接合，以打开和闭合手指。第一力传感器（28）布置在第一手指的指根上，以测量第一手指上的第一操作力，并且第二力传感器（38）布置在所述第二手指的指根，以测量第二手指上的第二操作力。【专利说明】在指根处具有多力感测的机器人抓持装置
本专利技术整体涉及一种机器人抓持装置。更加具体地，本专利技术涉及一种这样的机器人抓持装置，所述机器人抓持装置具有用于触觉反馈系统的改进的感测能力。
技术介绍
远程控制机器人系统日益广泛地应用在这样的领域，在这些领域中，人类可能会承受危险或者其它令人不愉快的工作环境。机器人系统的一个重要部件是抓持装置或者夹持件，其用于抓持待被提升、移动或者搬运的物体。通常，抓持装置包括一根或多根机器人手指，能够通过致动器使机器人手指运动，以执行这些抓持操作。提供了用户接口，以允许操作者控制机器人手指的运动。一些机器人系统包括触觉接口，所述触觉接口依赖来自机器人的传感器数据，以在用户接口处产生触觉反馈力。触觉反馈力旨在向用户提供有利于控制机器人系统的操作的触觉反馈。例如，在抓持装置的情况下，传感器能够测量由机器人手指施加于物体的力。这个关于力的信息传递给控制系统，在所述控制系统处，该信息被用于确定待在用户接口处给出的触觉反馈力。一些抓持装置通过测量致动器作用力来估计由机器人手指施加的力。例如在美国专利N0.7，168，748中公开了这种系统。然而，这种布置方案所存在的一个问题是，其不能感测施加的力的方向。例如在美国专利N0.5，092，645中公开的其它系统在机器人手指上设置了触觉垫来测量由机器人手指施加的力。
技术实现思路
本专利技术涉及一种机器人抓持装置和用于测量施加到机器人抓持装置的力的方法。抓持装置包括至少第一和第二机器人手指，每根所述机器人手指均具有细长形式。机器人手指中的每一根均具有:近端，在所述近端处所述机器人手指接合致动器；和远端，所述远端包括夹持表面。致动器响应一个或多个控制信号，用于施加致动器力，所述致动器力使机器人手指根据抓持行为运动。例如，抓持行为能够减小相对的第一和第二夹持表面之间的距离。第一力传感器在近端和远端之间布置在第一机器人手指上且毗邻近端。第一力传感器构造成用于感测施加到第一机器人手指的远端的操作力。在一些实施例中，第一力传感器构造成用于感测关于至少三个空间方向的操作力。空间方向中的至少一个能够基本与第一机器人手指的细长长度对准。第二力传感器在近端和远端之间布置在第二机器人手指上并且毗邻近端。在这个实施例中，第一力传感器和第二力传感器分别感测施加到第一和第二机器人手指的第一和第二操作力。根据本专利技术的一个方面，通过第一和第二力传感器中的每一个沿着至少三个空间方向测量这些力。更加具体地，第一力传感器相对于第一坐标系感测第一操作力，而第二力传感器相对于不同的第二坐标系感测第二操作力。第一坐标系的至少一根轴基本与第一手指的细长长度对准。第二坐标系的至少一根轴基本与第二手指的细长长度对准。来自第一和第二传感器的信息传递到数据处理系统。数据处理系统使用代表第一和第二操作力的数据来确定由抓持装置施加的夹持力。夹持力信息用于产生触觉反馈控制信号，以在用户接口处产生触觉响应。数据处理系统能够将第一操作力(第一坐标系的第一操作力)和第二操作力(第二坐标系的第二操作力)转化到共用的第三坐标系。因此，如果抓持装置附接到机器人臂，则能够确定机器人臂上的工作力。第三坐标系能够包括基本与机器人臂的细长长度对准的轴。数据处理系统能够使用工作力信息，以产生其它触觉反馈控制信号，以用于在用户接口处产生触觉响应。【专利附图】【附图说明】将参照以下附图描述实施例，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:图1是机器人抓持装置的实施例的透视图；图2A是图1中示出的机器人抓持装置的实施例的透视图，其中，移除了手指，以便图解指根和力传感器的位置；图2B是图2A的由虚线环绕的部分的细节图；图3是图1中示出的机器人抓持装置的实施例的透视图，其示出了用于机器人抓持装置的多种部件的力线图；图4图解了应用图3的机器人抓持装置的无人地面车辆(UGV)；图5图解了应用由通过图4的UGV测量的操作力数据获得的触觉反馈数据的控制器；图6是示出了控制器的其它特征的详细的方块图。【具体实施方式】参照附图描述本专利技术的多个实施例，其中，相同的附图标记在所有附图中用于表示相似或者等效元件。没有按照比例绘制附图，并且所述附图仅仅用于图解本专利技术的实施例。在下文中参照示例性应用描述本专利技术的若干方面，用于解释。应当理解的是，所陈述的多个具体细节、关系和方法是为了全面理解本专利技术。然而，相关领域中的普通技术人员将易于认识到的是，能够在没有特定细节中的一个或多个的前提下或者利用其它方法实施本专利技术。在其它示例中，没有详细示出众所周知的结构或者操作，以避免使本专利技术不明显。本专利技术不受行为或者事件的图解顺序的限制，因为某些行为能够以不同的顺序和/或与其它行为或者事件同时发生。而且，并非所有阐释的行为或者事件均需要实施根据专利技术的方法。本专利技术涉及具有一根或多根机器人手指的机器人抓持装置。更加具体地，本专利技术涉及在机器人手指根部处的多轴力感测。多轴力感测提供了确定作用在每根机器人手指上的操作力的方法。优选地，操作力测量包括沿着至少三个空间方向测量作用在机器人手指上的力，所述至少三个空间方向能够相对于关于手指的坐标系来限定。结果，在机器人手指上的所有接触力均能够被测量，其包括反作用力(由夹持产生)、作用在指尖的外力(例如通过掠过或者撞击表面)、被夹持物体的重量等等。而且，这种力感测不需要致动器作用力(actuator effort sensing)感测或在抓持装置自身的基部(腕关节)处测量力。将传感器放置在手指的指根处避免由振动、重型抓持装置或者两者在传统力/力矩传感器输出中能够产生噪声所引发的问题。特别地，当传感器位于传统位置时，例如当传感器位于附接有抓持装置的机器人臂时，能够产生这种噪声。将传感器放置在手指的指根处避免了这个问题，由此提供低噪声数据。低噪声操作手指力数据能够转化为对于手处的应用最有用的格式。例如，能够计算整个手的夹持力，能够计算致动器臂上的工作力，并且还能够计算相对于机器人抓持装置的基部的力。这些计算出的力的值能够转化成用于操作者的高保真度的触觉反馈，以确保对机器人抓持装置实施精确控制。使用操作力数据计算触觉信息，以提供关于手指的夹持强度和臂上的工作力的力反馈信息。图1是机器人抓持装置10的透视图。抓持装置10包括第一手指20和第二手指30。第一手指20和/或第二手指30能够联接到致动器40，所述致动器40容纳在夹持件基部11中，所述夹持件基部11连接到机器人臂12，所述机器人臂12支撑机器人抓持装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·萨莫，P·M·波斯彻，L·J·韦尔金森，
申请(专利权)人：哈里公司，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。