[发明专利]机器人手的控制方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种机器人手的控制方法，该机器人手通过由用户操作的主控装置(master device)再现用户期望的动作。

背景技术

一般来说，机器人设备指的是自动地执行期望的动作和操作的机器。近来，出现了机械手机器人，机械手机器人在用户操作对应于机器人手的末端执行器的同时执行各种动作和操作。这里，机器人手可包括以类似于人手的形状设置的拇指和其余手指。机器人手可根据预定程序执行动作，或者可通过存储的算法自主地控制机器人手。然而，机器人手可受由远程用户操作的主控装置的控制，并可在再现用户期望的动作的同时执行操作。

除了具有类似于人手的形状之外，机器人手还可具有各种形状，即，包括至少一对相对的手指以有效地抓握物体的形状。在这种情况下，机器人手的动作不同于人手(手指或手掌)的动作，因此，仅仅通过将人手指的关节的角度的变化或人手指的指尖的位置映射到机器人手，机器人手不能再现人手的各种动作。

发明内容

因此，本发明的一方面在于提供一种机器人手的控制方法，该控制方法识别用户的预备姿势，基于识别的用户的预备姿势改变机器人手的形状，识别用户的抓握动作，并根据期望的抓握姿势抓握物体。

本发明的其他方面将在下面的描述中进行部分阐述，部分将通过描述而显而易见，或者可通过实施本发明而了解。

根据本发明的一方面，一种机器人手的控制方法包括下述步骤：使用主控装置识别用户的手指的预备姿势；根据识别的预备姿势改变机器人手的形状；使用主控装置识别用户的手指的抓握动作；根据与识别的预备姿势对应的抓握姿势执行机器人手的抓握动作。

改变机器人手的形状的步骤可包括：改变机器人手的进行内收和外展的关节的形状。

改变机器人手的形状的步骤还可包括：在改变机器人手的进行内收和外展的关节的形状之后，以指定刚度固定机器人手的进行内收和外展的关节。

执行机器人手的抓握动作的步骤可包括：将在识别的用户的手指的抓握动作中用户的拇指的指尖和其余手指的指尖之间的距离估计为物体的宽度；将在识别的用户的手指的抓握动作中从用户的手掌到抓握物体的手指的指尖的平均距离估计为物体距离手掌的高度。

执行机器人手的抓握动作的步骤还可包括：根据物体的宽度调节机器人手的相对的手指的指尖之间的距离；根据物体距离手掌的高度调节从机器人手的手指的基部到机器人手的手指的指尖的距离。

执行机器人手的抓握动作的步骤可包括：根据在识别的用户的手指的抓握动作中用户的手指的关节的角度调节机器人手的手指的关节的角度。

执行机器人手的抓握动作的步骤还可包括：根据用户的其余手指的关节的角度弯曲机器人手的相对的手指中的一侧的手指；根据用户的拇指的关节的角度弯曲机器人手的相对的手指中的另一侧的手指。

根据本发明的另一方面，一种机器人手的控制方法包括下述步骤：使用主控装置识别用户的手指的预备姿势；由识别的预备姿势判断用户期望的抓握姿势；根据识别的预备姿势改变机器人手的形状；使用主控装置识别用户的手指的抓握动作；根据用户期望的抓握姿势执行机器人手的抓握动作。

改变机器人手的形状的步骤可包括：改变机器人手的进行内收和外展的关节的形状。

在判断用户期望的抓握姿势的步骤中，用户期望的抓握姿势可被判断为捏握和紧握中的一种。

在判断用户期望的抓握姿势的步骤中，当在识别的预备姿势中用户的手指的近端指间关节弯曲参考角度或更大的角度时，用户期望的抓握姿势可被判断为紧握。

执行机器人手的抓握动作的步骤可包括：通过在机器人手的预备姿势和机器人手的紧握之间执行插补来执行机器人手的抓握动作。

在判断用户期望的抓握姿势的步骤中，当在识别的抓握动作中用户的手指的近端指间关节展开小于参考角度的角度时，用户期望的抓握姿势可被判断为捏握。

执行机器人手的抓握动作的步骤可包括：通过在机器人手的预备姿势和机器人手的捏握之间执行插补来执行机器人手的抓握动作。

根据本发明的另一方面，一种机器人手的控制方法包括：使用主控装置识别用户的手指的预备姿势；存储与识别的预备姿势对应的机器人手的预备姿势；使用主控装置识别用户的手指的抓握姿势；存储与识别的抓握姿势对应的机器人手的抓握姿势；在机器人手的预备姿势和机器人手的抓握姿势之间执行插补。

在机器人手的预备姿势和机器人手的抓握姿势之间执行插补的步骤中，可对机器人手的手指的关节的角度进行插补。