(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210677484.8 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 中迪机器人 （盐城） 有限公司 地址 224000 江苏省盐城市 盐南高新区文 港南路49号1幢209-2室 （CNX） (72)发明人 边锡　陈甲成　吴超　杨亚东　 (74)专利代理 机构 北京冠和权律师事务所 11399 专利代理师 茆林霞 (51)Int.Cl. B25J 9/08(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 15/08(2006.01) (54)发明名称 一种夹取机器人的自动化夹取控制系统及 方法 (57)摘要 本发明提供了一种夹取机器人的自动化夹 取控制系统及方法包括： 信息采集模块： 用于采 集夹取机器人的夹持信息， 信息分析模块： 用于 解析所述夹持信息， 判断所述被夹持物是否存在 掉落风险， 并在所述被夹持物存在掉落风险时预 判所述被夹持物的掉落区域， 控制执行模块： 用 于当所述被夹持物掉落后， 控制所述夹取机器人 到达所述掉落区域， 分析所述被夹持物在所述掉 落区域中的掉落位置， 控制所述夹取机器人到达 所述掉落位置， 并拾取所述被夹持物， 用以检测 夹取物的松脱情况， 预判夹取物 掉落并对掉落后 的夹取物进行检索， 并对夹取物进行拾取。 权利要求书4页 说明书11页 附图2页 CN 114986486 A 2022.09.02 CN 114986486 A 1.一种夹取机器人的自动化夹取控制系统， 其特 征在于， 包括： 信息采集模块， 用于采集夹取机器人的夹持信息； 信息分析模块， 用于解析所述夹持信 息， 判断所述被夹持物是否存在掉落风险， 并在所 述被夹持物存在掉 落风险时预判所述被夹持物的掉 落区域； 控制执行模块， 用于当所述被夹持物掉落后， 控制所述夹取机器人到达所述掉落区域， 分析所述被夹持物在所述掉落区域中的掉落位置， 控制所述夹取机器人到达所述掉落位 置， 并拾取 所述被夹持物。 2.如权利要求1所述的一种夹取机器人的自动 化夹取控制系统， 其特征在于， 所述夹持 信息， 包括： 所述夹取机器人在夹取所述被夹持物时的夹取点， 以及每一夹取点对应的当前夹力 值。 3.如权利要求1所述的一种夹取机器人的自动 化夹取控制系统， 其特征在于， 所述信 息 分析模块， 包括： 受力分析 单元， 用于解析 所述夹持信息， 判断所述被夹持物是否存在掉 落风险； 位置分析 单元， 用于当所述被夹持物存在掉 落风险时， 预判所述被夹持物的掉 落区域。 4.如权利要求3所述的一种夹取机器人的自动 化夹取控制系统， 其特征在于， 所述位置 分析单元， 包括： 第一分析子单 元， 用于： 采集所述夹取机器人的工作视频流； 获取所述被夹持物的外形特征， 并利用所述外形特征在所述工作视频流中进行轮廓跟 踪， 持续生成所述被夹持物的移动轨 迹； 获取所述移动轨迹的当前轨迹点， 判断所述当前轨迹点是否属于轨迹断点， 并判断所 述轨迹断点是否属于预设终点； 若不属于， 在所述工作视频流中定位所述轨 迹终点所在的目标图像帧； 第二分析子单 元， 用于： 获取所述工作视频流的时间起点， 并从时间起点对应的起始时刻记录所述被夹持物对 所述夹取机器人的反作用力， 生成反作用力变化图； 基于所述目标图像帧在所述工作视频流中的目标时间点， 在所述反作用力 变化图中查 询对应的目标反作用力； 若所述目标反作用力不为0， 确定所述被夹持物未掉落， 将所述当前轨迹点视为轨迹 中 转点， 分析下一当前轨 迹点是否属于 轨迹断点； 若所述移动轨迹 中存在轨迹断点， 提取所述移动轨迹的时间终点与时间起点之间的时 间差， 结合所述夹取机器人的标准移动速度， 分析 所述夹取机器人的目标位置； 第三分析子单 元， 用于： 获取所述目标位置与地 面的之间的掉 落高度； 获取所述被夹持物的材 料属性； 根据所述 掉落高度和所述材 料属性预判所述被夹持物的掉 落区域。 5.如权利要求1所述的一种夹取机器人的自动化夹取控制系统， 其特 征在于： 所述控制执行模块， 还用于获取被夹持物的夹持信息， 控制所述夹取机器人调节夹取权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114986486 A 2力度； 所述控制执 行模块， 包括： 调节单元， 用于： 根据所述夹持信息， 控制所述夹取机器人迭代调节每一夹取点对应的当前夹力值； 压感单元， 用于： 采集所述被夹持物对所述夹取机器人的反作用力， 若所述反作用力为0， 确定所述被夹 持物发生 掉落； 拾取单元， 用于： 控制所述夹取机器人到 达所述掉落区域； 确定所述被夹持物在所述掉落 区域中的掉落位置， 控制所述夹取机器人到达所述掉落 位置， 并拾取 所述被夹持物。 6.如权利要求5所述的一种夹取机器人的自动 化夹取控制系统， 其特征在于， 所述调节 单元， 包括： 建模子单 元， 用于： 获取所述被夹持物的外形 特征， 建立所述被夹持物的虚拟形象； 根据所述夹取机器人在夹取所述被夹持物时的夹取点， 在所述虚拟形象上标记对应的 虚拟夹取点； 基于每一夹取点对应的当前夹力值， 为每一虚拟夹取点匹配对应的虚拟夹力， 进行虚 拟受力； 解析子单 元， 用于： 根据所述夹取点的分布情况， 以及每一夹取点对应的虚拟夹力， 分析所述夹取机器人 的机械手中心； 同时获取 所述虚拟模型的虚拟重心； 将所述虚拟形象和机械手中心输入到预设坐标系中， 获取所述机械手中心在所述预设 坐标系上的第一 坐标点， 以及所述虚拟重心在所述预设坐标系上的第二 坐标点； 根据所述第 一坐标点和第 二坐标点的第 一位置关系， 分析所述机械手中心与 所述虚拟 重心点之间的距离是否大于预设距离阈值； 若是， 以所述第二 坐标点为圆心， 以预设长度为半径构建目标区域； 在所述目标区域上获取与所述第一 坐标点距离最短的目标坐标点； 基于所述第一 坐标点与所述目标坐标点之间的第二 位置关系， 生成待调矢量； 模拟子单 元， 用于： 获取所述待调矢量的矢量方向， 基于每一夹取点对应的施力方向与 所述待调矢量的矢 量方向之间的夹角， 分析每一夹取点对应的方向权 重； 获取所述待调矢量的模长， 基于所述模长与预设单位调节模长之间的数量关系， 获取 所述夹取机器人 执行迭代调节的次数； 将所述方向权重与所述预设单位调节模长相结合， 分析每一夹取点对应的调整参数， 根据所述调整参数进行 单次调节； 在单次调节后进行对应次数的迭代调节； 分析所述夹取机器人执行对应次数的迭代调节后所述待调矢量对应的变化量， 建立迭权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114986486 A 3