[发明专利]用于生成与对象相互作用的工具的方法

说明书

为了生成与对象(50、60)相互作用的工具(40)，对象(50、60)的模型(52)被获得，模型(52)包括对象(50、60)的至少几何形状。包括用于工具(40)的至少一个标准的标准集被确定，并且满足标准集的虚拟工具(40)被创建。反映了模型(50)与虚拟工具(40)之间的模拟相互作用的属性被计算，从而获得属性值。基于属性值，要被制造的虚拟工具(40)被指定，并且相应的工具(40)被制造。通过本方法，候选工具(40)的性能可以在制造其之前被计算。基于评估，可以决定是否制造候选工具(40)以及应制造候选工具(40)中的哪一个候选工具。

技术领域

本发明涉及与对象相互作用的工具的生成。例如，这种工具可以是用于机器人夹持器的手指，手指被配置为夹持要由机器人处理的部件。

背景技术

在生成机器人夹持器的手指时应用手工设计方法，这在传统上是众所周知的。这种手工设计在很大程度上是基于尝试和错误，因此，即使对于技艺精湛的设计师来说，设计功能和高效的手指也可能需要几周。

尝试使为夹持特定的对象而定制的手指的生成自动化。例如，WO2014060605A1公开了一种基于对象的CAD数据和手指坯的CAD数据自动生成用于夹持任意对象的手指的方法。方法基本上相当于从手指坯的体积推断出对象的体积的部分，以到达由此产生的手指上的对象的局部负表面。WO2014060605A1的方法很多时候会导致具有尺寸过大的接触区域和大的占地面积的庞大手指。

因此，仍然希望减轻用传统方法生成与对象相互作用的工具所遇到的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种生成与对象相互作用的工具的改进方法，该方法非常快并且导致改进工具。

本发明的另一目的是提供一种生成机器人夹持器的手指的改进方法，该方法不需要人工干扰或需要最少的人工干扰并且导致手指在抓握质量和几何形状方面具有良好的性能(小的占地面积)。

这些目的是通过根据所附权利要求1所述的方法和根据所附权利要求14所述的设备来实现的。

本发明是基于这样一种认识，即，候选工具的性能可以通过创建虚拟工具和计算适当的属性来评估，该属性反映了虚拟工具中的每个虚拟工具与要与之相互作用的对象的模型之间的模拟相互作用。因此，在制造候选工具之前，可以对候选工具进行虚拟测试。基于评估，可以决定是否制造候选工具以及应制造候选工具中的哪一个候选工具。

根据本发明的第一方面，提供了一种生成与至少一个对象相互作用的工具的方法。该方法包括步骤：获得至少一个对象的模型，该模型包括至少一个对象的至少几何形状；确定至少一个标准集，每个标准集都包括工具的至少一个标准；以及创建满足标准集的至少一个虚拟工具。该方法还包括步骤：计算至少一个属性，从而获得至少一个属性值，该属性值反映了模型与至少一个虚拟工具中的每个虚拟工具之间的模拟相互作用；基于至少一个属性值，指定要被制造的虚拟工具；以及制造与要被制造的虚拟工具对应的工具。

根据本发明的一个实施例，标准集是基于对几何形状的分析。

根据本发明的一个实施例，获得至少一个对象的模型的步骤包括步骤：除几何形状外，还获得至少一个对象的至少一个质量，包括以下项中的至少一项：密度、重量、惯性矩、刚度、硬度、表面粗糙度和摩擦系数。

根据本发明的一个实施例，标准集包括以下准则中的至少一个准则：工具与至少一个对象之间的多个接触区域、工具与至少一个对象之间的最小单独接触区域、工具与至少一个对象之间的最小总接触区域、工具与至少一个对象之间的最小静态摩擦系数、工具与至少一个对象之间的最小动态摩擦系数以及工具的至少一个形状，该工具的至少一个形状被配置为与至少一个对象的相应形状相互作用并且在至少4个自由度内，诸如在5个或6个自由度内，限制工具与至少一个对象之间的相对运动。