(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 202210472628.6 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园 (72)发明人 姜峣　田向宇　冯一骁　李铁民　 (74)专利代理 机构 北京安信方达知识产权代理 有限公司 1 1262 专利代理师 张京波　龙洪 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 15/08(2006.01) B25J 18/00(2006.01) B25J 19/02(2006.01) (54)发明名称 一种抓取装置、 装配设备及其控制方法 (57)摘要 本文提供一种抓取装置、 装配 设备及其控制 方法。 抓取装置包括： 安装基体； 抓取机构， 设于 安装基体上， 用于抓取目标物； 连接夹具和第一 驱动机构， 安装基体和连接夹具通过第一驱动机 构传动连接； 图像获取机构， 用于获取目标物基 于抓取机构的坐标系的第一图像以及装配区域 基于抓取机构的坐标系的第二图像； 和多个第二 距离检测机构， 设于抓取机构上， 用于获取抓取 机构与承载平面之间的第一距离信息以及抓取 机构与装配平 面之间的第二距离信息。 该抓取装 置应用于装配 设备， 能够在控制装置的控制下实 现精准抓取目标物以及将目标物精准置于装配 区域， 保证目标物的第一识别特征与装配区域的 第二识别特征相对应， 不会发生目标物与装配区 域碰撞。 权利要求书4页 说明书11页 附图2页 CN 114770505 A 2022.07.22 CN 114770505 A 1.一种抓取装置， 其特 征在于， 包括： 安装基体； 抓取机构， 设于所述 安装基体上， 用于抓取目标物； 连接夹具和第 一驱动机构， 所述安装基体和所述连接夹具通过所述第 一驱动机构传动 连接， 所述第一驱动机构用于驱动所述安装基体和所述抓取机构一起相对于所述连接夹具 运动； 图像获取机构， 用于获取目标物基于所述抓取机构的坐标系的第 一图像以及装配区域 基于所述 抓取机构的坐标系的第二图像； 和 多个第二距离检测机构， 设于所述抓取机构上， 用于获取所述抓取机构与承载平面之 间的第一距离信息以及所述抓取机构与装配平面之 间的第二距离信息， 承载平面用于承载 目标物， 装配区域 位于装配平面。 2.根据权利要求1所述的抓取装置， 其特 征在于， 还 包括： 第一距离检测机构， 用于获取 所述连接 夹具和所述 安装基体的相对位置信息 。 3.根据权利要求2所述的抓取装置， 其特征在于， 所述第 一驱动机构为直线移动驱动机 构， 所述安装基体位于所述抓取机构和所述连接夹具之间， 所述直线移动 驱动机构用于驱 动所述安装基体和所述抓取机构一起朝向或背向所述连接夹具移动， 所述第一距离检测机 构用于获取所述连接夹具和所述安装基体之间的第三距离信息， 所述相对位置信息为第三 距离信息 。 4.根据权利要求1至 3中任一项所述的抓取装置， 其特 征在于， 所述 抓取机构包括： 驱动组件； 和 多个夹爪， 设于所述驱动组件上， 所述驱动组件用于驱动多个所述夹爪动作， 所述图像 获取机构和所述第二距离检测机构均设于 至少两个所述夹爪上。 5.根据权利要求4所述的抓取装置， 其特征在于， 多个所述夹爪为对称设置的两个， 每 个所述夹爪均配备两个所述第二距离检测机构和一个所述图像获取机构。 6.根据权利要求4所述的抓取装置， 其特征在于， 所述连接夹具与所述安装基体平行， 多个所述夹爪 所在的平面与所述安装基体平行， 多个所述第二距离检测机构均 垂直于所述 安装基体， 多个所述图像获取机构位于多个所述夹爪的外侧、 并均自临近所述安装基体的 一端向远离所述 安装基体的一端朝向对应的所述夹爪倾 斜设置。 7.一种装配设备， 其特征在于， 包括控制装置、 机械臂和如权利要求1至6 中任一项所述 的抓取装置， 所述连接夹具与所述机械臂相连接， 所述第一驱动机构、 所述抓取机构、 所述 图像获取机构和多个所述第二距离检测装置均同所述控制装置电连接； 其中， 所述控制装置设置成根据第一图像、 第二图像、 第一距离信息和第二距离信息， 对所述机械臂和所述第一驱动机构进行控制， 实现将目标物置于装配区域、 并使目标物的 第一识别特 征与装配区域的第二识别特 征相对应。 8.根据权利要求7所述的装配设备， 其特征在于， 所述抓取装置为权利要求2所述的抓 取装置， 所述第一距离检测机构与所述控制装置电连接， 所述控制装置还设置成根据所述 相对位置信息控制所述第一驱动机构驱动所述 抓取机构将目标物置 于装配区域。 9.一种权利要求7或8所述的装配设备的控制方法， 其特 征在于， 包括： 步骤102， 控制所述机械臂将所述抓取机构移动至承载平面上承载的目标物处， 控制所权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114770505 A 2述机械臂将所述抓取机构调节至与承载平面平行， 然后控制所述抓取机构抓取承载平面上 承载的目标物； 步骤104， 获取目标物的第一识别特 征与所述 抓取机构的位置关系； 步骤106， 控制所述机械臂将目标物移动至与装配平面的装配区域具有设定间隔的第 一设定位置， 控制所述机 械臂将所述 抓取机构调节至与装配平面平行； 步骤108， 获取装配区域的第二识别特 征与所述 抓取机构的位置关系； 步骤112， 根据目标物的第一识别特征与所述抓取机构的位置关系、 装配区域的第二识 别特征与所述抓取机构的位置关系， 控制所述第一驱动机构将目标物置于装配区域、 并使 得目标物的第一识别特 征与装配区域的第二识别特 征相对应。 10.根据权利要求9所述的控制方法， 其特 征在于， 还 包括： 步骤110， 根据目标物的第一识别特征与所述抓取机构的位置关系、 装配区域的第二识 别特征与所述抓取机构的位置关系， 控制所述机械臂将目标物调节至与装配区域正对， 然 后重新获取装配区域的第二识别特 征与所述 抓取机构的位置关系； 所述步骤112中， 根据目标物的第一识别特征与所述抓取机构的位置关系、 重新获取的 装配区域的第二识别特征与所述抓取机构的位置关系， 控制所述第一驱动机构将目标物置 于装配区域， 此时目标物的第一识别特 征与装配区域的第二识别特 征正对。 11.根据权利要求10所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤110中， 所述控制所述机械 臂将目标物调节至与装配区域正对， 然后重新获取装配区域的第二识别特征与所述抓取机 构的位置关系的步骤 包括： 控制所述机械臂将目标物调节至与装配区域正对， 然后控制所述图像获取机构 获取装 配区域基于所述抓取机构的坐标系的第二图像、 多个所述第二距离检测机构获取所述抓取 机构与装配平面之 间的第二距离信息， 然后根据所述图像获取机构获取的装配区域基于所 述抓取机构的坐标系的第二图像、 多个所述第二距离检测机构获取的所述抓取机构与装配 平面之间的第二距离信息、 预设的装配区域三维模型， 重新获取装配区域的第二识别特征 与所述抓取机构的位置关系； 所述步骤112中， 根据目标物的第一识别特征与所述抓取机构的位置关系、 重新获取的 装配区域的第二识别特征与所述抓取机构的位置关系、 第一距离检测机构获取的所述连接 夹具和所述安装基体的相对位置信息， 控制所述第一驱动机构将目标物置于装配区域， 此 时目标物的第一识别特 征与装配区域的第二识别特 征正对。 12.根据权利要求9所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤108中， 所述获取装配区域 的第二识别特 征与所述 抓取机构的位置关系的步骤 包括： 控制所述图像获取机构获取装配区域基于所述抓取机构的坐标系的第 二图像、 多个所 述第二距离检测机构获取所述抓取机构与装配平面之 间的第二距离信息， 然后根据所述图 像获取机构获取的装配区域基于所述抓取机构的坐标系的第二图像、 多个所述第二距离检 测机构获取 的所述抓取机构与装配平面之间的距离信息、 预设的装配区域三维模型， 得到 装配区域的第二识别特 征与所述 抓取机构的位置关系。 13.根据权利要求11或12所述的控制方法， 其特征在于， 所述根据 所述图像获取机构获 取的装配区域基于所述抓取机构的坐标系的第二图像、 多个所述第二距离检测机构获取的 所述抓取机构与装配平面之间的第二距离信息、 预设的装配区域 三维模型的步骤 包括：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114770505 A 3