[发明专利]具有精确感测物体形状位姿的仿生机器人及其感测方法

权利要求书

1.一种具有精确感测物体形状和位姿的仿生机器人，包括躯干（10）以及设置于该躯干（10）上的机械臂（20），其特征在于：所述机械臂（20）为两个，分别设置于所述躯干（10）的两侧，该仿生机器人还包括用于感测被抓取物体正面形状的第一感测机构（30）以及用于感测被抓取物体纵深形状的第二感测机构（40），所述第一感测机构（30）设置于躯干（10）的头部位置，所述第二感测机构（40）设置于一个机械臂（20）端头部位。

2.根据权利要求1所述具有精确感测物体形状和位姿的的仿生机器人，其特征在于：所述每个机械臂（20）均为至少六轴结构，包括由连接躯干（10）开始依次连接的根部（21）、大臂（22）、小臂（23）、手腕部（24）以及抓取夹具（25），每个机械臂（20）均包括有设置于根部（21）与躯干（10）之间的第一摆动关节（26a）、设置于根部（21）与大臂（22）之间的第二摆动关节（26b）、设置于大臂（22）与小臂（23）之间的第三摆动关节（26c）、设置于小臂（23）与手腕部（24）之间的第四摆动关节（26d），所述小臂（23）为两段结构，每个机械臂（20）还包括用于控制两段小臂之间相对旋转的第一旋转关节（26e），进一步包括设置于手腕部（24）与抓取夹具（24）之间用于控制所述抓取夹具（24）旋转的第二旋转关节（26f）。

3.根据权利要求2所述具有精确感测物体形状和位姿的仿生机器人，其特征在于：所述第二感测机构（40）设置于抓取夹具（24）上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述具有精确感测物体形状和位姿的仿生机器人，其特征在于：所述第一感测机构（30）和第二感测机构（40）均为工业用高清摄像机。

5.根据权利要求1至3中任一项所述具有感测物体形状和位姿的仿生机器人，其特征在于：所述躯干（10）包括上躯干（11）和下躯干（12），还包括设置于所述上躯干（11）与下躯干（12）之间用于控制上躯干（11）相对所述下躯干（12）旋转的第三旋转关节（26g）。

6.一种如权利要求1至5中任一项所述具有精确感测物体形状和位姿的仿生机器人的感测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：A.由第一感测机构（30）和第二感测机构（40）感测被抓取物体的信息；B.将感测信息反馈到机器人控制系统中，由控制系统计算被抓取物体的位姿；C.控制系统控制机器人选择合适的抓取方式和抓取位置抓取物体。

7.根据权利要求6所述的感测方法，其特征在于：步骤A中所述第一感测机构（30）和第二感测机构（40）感测被抓取物体的信息包括被抓取物体的位置、尺寸以及姿态。

8.根据权利要求7所述的感测方法，其特征在于：步骤A中所述第一感测机构（30）感测被抓取物体的尺寸信息包括被抓取物体正面尺寸，所述第二感测机构（40）感测被抓取物体的尺寸信息包括被抓取物体纵深方向上的尺寸。

9.根据权利要求8所述的感测方法，其特征在于：步骤B中所述控制系统计算被抓取物体的位姿包括根据第一感测机构（30）和第二感测机构（40）感测的位置信息定位被抓取物体的位置，根据第一感测机构（30）和第二感测机构（40）感测的尺寸信息计算获得被抓取物体的大小和形状，根据第一感测机构（30）和第二感测机构（40）感测被抓取物体的姿态信息计算获得被抓取物体的偏角。

10.根据权利要求9所述的感测方法，其特征在于：步骤C中控制系统根据计算获得的被抓取物体位置、大小、形状以及偏角的信息，控制机器人自身的第一摆动关节（26a）至第四摆动关节（26d）以及第一旋转关节（26e）至第三旋转关节（26g）动作，控制抓取夹具（24）选择合适的抓取方向和具体位置来抓取物体。