申请/专利权人：浙江大学;浙江开浦科技有限公司

申请日：2021-09-02

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN113733149B

主分类号：B25J15/12

分类号：B25J15/12;B25J15/02;B25J19/02;G01N19/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2021.12.21#实质审查的生效;2021.12.03#公开

摘要：本发明公开了一种感知水果硬度的软指机械手及检测方法。软指机械手整体对称设置，多个机械软指之间沿圆周间隔地布置在机械手驱动模块上，每个机械软指均通过固定滑杆和连杆与机械手驱动模块铰接，多个机械软指通过信号采集器与终端电相连；多个机械软指之间放置水果，机械手驱动模块的启动，机械手驱动模块同时驱动多个机械软指向内靠拢后进行水果的抓握。检测方法用于实施软指机械手抓握水果，软指机械手对水果进行抓握后采集到感知信号并将感知信号发送给信号采集器，信号采集器将感知信号处理后获得电压信号，电压信号发送给终端，终端计算后获得水果硬度。本发明在稳定抓取水果的同时，能够完成对水果硬度信息的感知，有很好的应用前景。

主权项：1.一种感知水果硬度的软指机械手，其特征在于：所述软指机械手整体对称设置，包括多个机械软指、固定滑杆5、连杆6和机械手驱动模块，多个机械软指之间沿圆周等间隔地布置在机械手驱动模块上，每个机械软指均通过固定滑杆5和连杆6与机械手驱动模块铰接，多个机械软指通过信号采集器17与终端18电相连；多个机械软指之间放置水果16，机械手驱动模块的启动，机械手驱动模块同时驱动多个机械软指向内靠拢后进行水果16的抓握，多个机械软指对水果16进行抓握后采集到感知信号并将感知信号发送给信号采集器17，信号采集器17将感知信号处理后获得电压信号，电压信号发送给终端18，终端18计算后获得水果硬度，实现感知水果硬度；具体包括以下步骤：步骤一：通过控制步进电机7正转来驱动软指机械手闭合，并持续在软指机械手上施加闭合力，使软指机械手的各个工作面贴合水果16表面而产生弯曲形变；各个工作面的薄膜压力传感器14和薄膜角度传感器15分别采集产生弯曲形变后的压力和弯曲角度，压力和弯曲角度作为感知信号发送给信号采集器17，信号采集器17分别对压力和弯曲角度进行计算后，分别获得薄膜压力传感器14的压力电压和薄膜角度传感器15的弯曲电压；步骤二：终端18对压力电压和弯曲电压进行分析处理后，获得该水果16的硬度；步骤三：控制步进电机7反转，驱动软指机械手打开，软指机械手松开水果16，取下水果后检测下一个水果；所述步骤一中，信号采集器17根据薄膜压力传感器14采集的压力按照以下公式进行电压转换，获得薄膜压力传感器14的压力电压：Fpressure＝3.29Vpressure-2.061其中，Fpressure为薄膜压力传感器14采集的压力，Vpressure为薄膜压力传感器14的压力电压，信号采集器17根据薄膜角度传感器15采集的弯曲角度按照以下公式进行电压转换，获得薄膜角度传感器15的弯曲电压： 其中，θ为薄膜角度传感器15的弯曲角度；Vbending为薄膜角度传感器15输出的弯曲电压；所述步骤二具体为：终端18对压力电压和弯曲电压进行分析处理后，按照以下公式获得水果16的硬度： 其中，H为水果16的硬度；ρ表示水果16在实验中获得的曲率，R表示该类型水果半径的中位数；R′表示柔性软指1的工作面变形后的拟合圆半径；L为薄膜压力传感器14的总长度A为电压初始偏移量补偿系数。

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权利要求：

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