[发明专利]一种基于六维力感知的低应力装调系统及方法

权利要求书

1.一种基于六维力感知的低应力装调系统，其特征在于：包括计算控制终端模块、机械臂控制器、机械臂、六维力感知模块、末端执行器、装配空间，其中：

六维力感知模块：在装配元件于装配空间内的装配过程中，实时测量装配元件与装配空间接触位置三维力数据信息及三维力矩数据信息，将所得信息发送至计算控制终端模块；

计算控制终端模块：根据装配任务需求向机械臂控制器发送预设控制指令，同时接收六维力感知模块发送的三维力数据信息及三维力矩数据信息，并于装配元件装配过程中根据所得数据信息进行装配阶段状态实时检测，若当前装配阶段装配状态满足当前装配阶段装配条件，则继续向机械臂控制器发送预设控制指令，否则重新设定新的轨迹调整指令并发送至机械臂控制器；

机械臂控制器：接收计算控制终端模块发送的预设控制指令，根据该控制指令控制机械臂实施装配元件的装配，若接收到计算控制终端模块发送的轨迹调整指令，则根据轨迹调整指令对速度、位姿、轨迹进行调整并继续实施装配；

机械臂：在机械臂控制器的控制下实施对装配元件的装配；

六维力感知模块：对装配元件与装配空间接触位置的三维力数据信息及三维力矩数据信息进行测量，并将所得测量信息发送至计算控制终端模块；

装配空间：根据装配任务需求与装配元件匹配设置。

2.根据权利1所述的一种基于六维力感知的低应力装调系统，其特征在于：所述机械臂末端设置有机械臂末端执行器，通过机械臂带动并用于抓取装配产品并于装配空间上进行装配。

3.根据权利1所述的一种基于六维力感知的低应力装调系统，其特征在于：所述六维力感知器安装于机械臂与机械臂末端执行器之间，对装配元件与装配空间接触位置的三维力及力矩进行实时监测。

4.一种基于权利要求1所述的六维力感知的低应力装调方法，其特征在于步骤如下：

(1)根据装配任务需求及装配元件形状、尺寸、材料种类设定预设控制指令，并将预设控制指令作为装配过程中机械臂控制指令；

(2)根据预设控制指令开始进行装配任务，于装配过程中持续对装配元件与装配空间接触位置的三维力数据信息及三维力矩数据信息进行实时测量；

(3)对装配过程中各装配时刻对应的步骤(2)所得数据信息进行装配阶段状态实时检测，若当前装配时刻所在装配阶段所得数据信息满足当前装配阶段装配条件，则根据预设控制指令继续进行装配；否则根据当前装配时刻步骤(2)所得数据信息进行计算及重新标定，根据标定后所得机械臂控制轨迹生成新的轨迹调整指令，通过轨迹调整指令对下一装配时刻的机械臂的速度、位姿、轨迹进行调整，继续进行装配控制；

(4)于装配过程中重复步骤(2)、步骤(3)直至装配产品到达装配空间的指定锁定位置，完成装配任务。

5.根据权利要求4所述的一种基于六维力感知的低应力装调方法，其特征在于：所述步骤(2)中，装配阶段具体包括：装配产品捕捉配对阶段、装配产品试对接阶段、装配产品对接阶段，其中：

装配产品捕捉配对阶段中，机械臂通过末端适配器抓取装配产品并根据预设装配指令移动至指定位置并进行试触调整直至抵达本阶段内预设靶点位置，完成装配产品至装配空间捕捉配对；

装配产品试对接阶段中，控制机械臂将装配产品按一定速度装配于装配空间内，实时测量装配过程中装配元件与装配空间接触位置的三维力数据信息及三维力矩数据信息，直至抵达本阶段内预设靶点位置，完成装配产品至装配空间试对接；

装配产品对接阶段中，控制机械臂由装配产品试对接阶段预设靶点位置以一定速度移动，实时测量装配过程中装配元件与装配空间接触位置的三维力数据信息及三维力矩数据信息，直至抵达本阶段内预设靶点位置，对装配产品进行调整试触直至装配产品稳定装配于装配空间内。

6.根据权利要求4所述的一种基于六维力感知的低应力装调方法，其特征在于：所述各阶段预设靶点位置根据预设控制指令确定。