Page 39 - 工业机器人控制技术研究

第一章 工业机器人的发展

计，另一方面通过传感器和各种智能优化算法加强了机械手抓取时的准确性和稳
定性。
理想状态下的抓取夹持环节应该稳定、准确、能够保护物料不受破坏。有三

种常用方法，一是在机械手上添加传感器、敏感电阻和其他装置可以实现实时反
馈，通过反馈信号来给控制器信号，判断抓取是否合理；二是通过优化算法来实
现，通过分析手指和目标物料之间的抓取力学模型、确定抓取稳定性指标、建立
机械手抓取数学模型，确定抓取稳定性与抓取位置、抓取点的映射关系，通过改

进算法可以解决传统抓取过程中抓取不稳定与脱落的情况，得到最适合当前物料
的抓取力；三是将计算机视觉技术、计算机触觉技术与机械手结合起来，计算机
视觉和触觉是使用计算机及相关设备对生物视觉和触觉的一种模拟，通过计算机
视、触觉技术，可以实现物料的自动识别和智能抓取。

中国码垛机器人末端执行机构机械结构的创新主要是新型机械手的设计与研
发，包括柔性机械手和仿生机械手两大类，它们具有兼容性强、适应性强等优点，
已经在农业、制造业、化工行业等各个行业都有所应用。在加强抓取稳定性与准
确性方面，中国通过将磁致伸缩触觉传感器、位移传感器等高敏感传感器安装在

机械手上，在提高了机械手定位精度与抓取稳定性的同时，还提高了机械手的执
行速度与分拣效率；通过建立机械手与目标物之间的数学模型，改进抓取控制算
法得到最适合的抓取力与角度，提高机械手的实时性和灵巧性；通过引入计算机
视觉，通过图像识别技术来判断物料的位置与形状，实现物料的自动识别与抓取。

国际上码垛机器人末端执行机构机械结构的创新与中国研究相同，主要还是
柔性机械手与仿生机械手的研究，国际上已经研制出适应性强、抓取范围广，可
以抓取不同尺寸和形状的物料的柔性机械手和可以在一些复杂狭小环境中进行搬
运、码垛等作业的仿生机械手。国际上对于机械手抓取稳定性，也是通过在机械

臂上安装传感器、敏感电阻和其他装置实现实时反馈，通过反馈信号来判断抓取
是否合理，也同样依靠改进算法，改变机械手抓取力学模型、依靠计算机触觉与
视觉解决传统抓取过程中抓取不稳定与脱落的情况，得到最适合当前物料的抓取
力，在提高抓取的稳定性、平滑性、准确性的同时，也提高了码垛机器人的智能

化程度。
3. 码垛机器人的运动规划
运动规划是在给定的位置之间为机器人找到一条符合约束条件的路径，是机

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