[1]杨青丰１,２,冯宝林１,等.基于机械臂灵巧手智能数据采集系统的设计与分析[J].机械与电子,2019,(07):75-80.
　,,et al.Design and Analysis of Intelligent Data Acquisition System Based on Robotic Hand[J].Machinery & Electronics,2019,(07):75-80.
点击复制

基于机械臂灵巧手智能数据采集系统的设计与分析()
分享到：

机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2019年07期
页码:
75-80
栏目:
智能工程
出版日期:
2019-07-24

文章信息/Info

Title:
Design and Analysis of Intelligent Data Acquisition System Based on Robotic Hand
文章编号:
１００１- ２２５７（２０１９）０７- ００７５- ０６
作者:
杨青丰１; ２; 冯宝林１; ２; 李 露１; ２; 施云高１; ２
１．中国科学院合肥物质科学研究院，安徽 合肥 ２３００３１；
２．中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所，江苏 常州
２１３１６４
Author(s):
ＹＡＮＧＱｉｎｇｆｅｎｇ１; ２; ＦＥＮＧＢａｏｌｉｎ１; ２; ＬＩＬｕ１; ２; ＳＨＩＹｕｎｇａｏ１; ２; ＳＵＮＰｅｎｇ１; ２; ＭＡＯ Ｗｕｊｕｎ１; ２
１．ＨｅｆｅｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈｅｆｅｉ２３００３１，Ｃｈｉｎａ；
２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｅｆｅｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ２１３１６４，Ｃｈｉｎａ
关键词:
机器人; 机械臂; 触觉; 自动化采集
Keywords:
ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｒｍ; ｔａｃｔｉｌｅｓｅｎｓａｔｉｏｎ; ａｕｔｏｍａｔｉｃｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ
分类号:
ＴＰ２４２
文献标志码:
A
摘要:
在非结构环境中机器人对不同形状、重量物体的有效抓取效率低。针对这一现状，自主设计了一套基于机械臂灵巧手的智能数据采集系统平台，该平台由 Ｋｉｎｅｃｔ２．０摄像机、ＢＨ８ ２８２三指灵巧手、ＵＲ５六自由度机械臂等设备组成，通过对目标物体的自动识别和定位，自主运动规划路线完成对目标物体的抓取动作，并得到抓取目标物的视觉和触觉信息。实验表明，该平台可以在无人监督的情况下，完成对目标物体的有效抓取，并实现对视觉和触觉数据的完全自动化采集。实验过程中对３５８９组抓取目标物数据分析，未抓住目标物的比例为１５．４１％，抓稳的比例为４２．９１％，未抓稳的比例为４１．８６％，总体实验效果较好。
Abstract:
Ｉｎｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｒｏｂｏｔｓｃａｎｎｏｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃａｐｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｈａｐｅａｎｄｗｅｉｇｈｔ ｏｂｊｅｃｔｓｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｉｓｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ａｐｌａｔｆｏｒｍｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄ ｏｎｔｈｅＤｅｘｔｅｒｏｕｓＭａｎｉｐｕｌａｔｏｒｈａｎｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆａＫｉｎｅｃｔ２．０ｃａｍｅｒａ，ＢＨ８ ２８２ｔｈｒｅｅ ｆｉｎｇｅｒｄｅｘｔｅｒｏｕｓｈａｎｄ，ＵＲ５ｓｉｘ ＤＯＦｒｏｂｏｔａｒｍａｎｄｓｏｏｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ ｔｈｅｔａｒｇｅｔｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｃａｎｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｃｒａｗｌａｃｔｉｏｎａｎｄｇｅｔｔｈｅｔａｒｇｅｔｏｂｊｅｃｔ＇ｓｖｉｓｕａｌａｎｄｔａｃｔｉｌｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｍｏｖｅｍｅｎｔｐｌａｎｎｉｎｇｒｏｕｔｅ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃａｐｔｕｒｅｔｈｅｏｂｊｅｃｔｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｕｎｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｏｆｖｉｓｕａｌ ｄａｔａａｎｄｔａｃｔｉｌｅｄａｔａ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｏｆ３５８９ｇｒｏｕｐｓ，ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆｇｒａｓｐｉｎｇｆａｉｌｕｒｅｗａｓ１５．４１％，ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｓｔａｂｌｅｇｒａｓｐｉｎｇ ｗａｓ４２．９１％，ｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｕｎｓｔａｂｌｅ
ｇｒａｓｐｉｎｇｗａｓ４１．８６％．Ｉｎｓｈｏｒｔ，ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｗａｓｇｏｏｄ．

参考文献/References:

［１］ 韩峥，刘华平，黄文炳，等．基于 Ｋｉｎｅｃｔ的机械臂目标

抓取［Ｊ］．智能系统学报，２０１３，８（２）：１４９- １５５．
［２］ ＣｈｅｂｏｔａｒＹ，ＫｒｏｅｍｅｒＯ，ＰｅｔｅｒｓＪ．Ｌｅａｒｎｉｎｇｒｏｂｏｔ ｔａｃｔｉｌｅｓｅｎｓｉｎｇｆｏｒｏｂｊｅｃｔｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ ［Ｃ］／／ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＲｏｂｏｔｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ （ＩＲＯＳ），ＩＥＥＥ，２０１４．
［３］ ＷａｎＱ，ＡｄａｍｓＲＰ，ＨｏｗｅＲＤ．Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｐｒｅｄｉｃｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｔａｃｔｉｌｅｓｅｎｓｉｎｇｄｕｒｉｎｇｇｒａｓｐｉｎｇ［Ｃ］／／ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ （ＩＣＲＡ），ＩＥＥＥ，２０１６．
［４］ 李亮．机械手对目标物体的抓取［Ｄ］．成都：西华大学，
２００８．
［５］ 李宪华，郭永存，张军，等．模块化六自由度机械臂逆运动学解算与验证［Ｊ］．农业机械学报，２０１３，４４（４）： ２４６-
２５１．
［６］ 战茜，屠大维．移动机器人自主抓取作业［Ｊ］．计算机应用，２０１６，３６（增刊１）：９５- ９８，１０２．
［７］ 王麟琨，徐德，谭民．机器人视觉伺服研究进展［Ｊ］．机器人，２００４，２６（３）：２７７- ２８２．
［８］ 杜峰，苏丽颖，焦继乐，等．移动机械臂无碰抓取方法的研究［Ｊ］．机械科学与技术，２０１６，３５（４）：５３５- ５３８．
［９］ 杨东方，王仕成，刘华平，等．基于 Ｋｉｎｅｃｔ系统的场景建模与机器人自主导航［Ｊ］．机器人，２０１２，３４（５）：５８１- ５８９．
［１０］ 吴鑫．融合 Ｋｉｎｅｃｔ深度和颜色信息的机器人视觉系统研究［Ｄ］．沈阳：沈阳农业大学，２０１３．
［１１］ ＬＶＱ，ＬｉｎＨ，ＷａｎｇＧ．ＯＲＢ ＳＬＡＭ ｂａｓｅｄＴｒａｃｉｎｇ ａｎｄ３ＤＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｆｏｒＲｏｂｏｔｕｓｉｎｇＫｉｎｅｃｔ２．０［Ｃ］∥ ２９ｔｈＣｈｉｎｓｅＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＤｅｃｉｓｉｏｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，
２０１７．
［１２］ 罗建国，何茂艳，薛钟霄，等．灵巧手研究现状及挑战
［Ｊ］．机械设计，２００９，２６（１０）：４- ８，２２．
［１３］ 王之元，周云，易晓东，等．机器人操作系统研究型课程建设［Ｊ］．计算机教育，２０１６（１）：７７- ８０．
［１４］ 安峰．基于开源操作系统 ＲＯＳ的机器人软件开发［Ｊ］．
单片机与嵌入式系统应用，２０１７，１７（５）：２７- ２９，３３．
［１５］ 高雅，李晓娟，关永，等．运用定理证明器 ＡＣＬ２验证
机器人操作系统 ＲＯＳ节点间通信［Ｊ］．小型微型计算机系统，２０１４，３５（９）：２１２６- ２１３０．
［１６］ 陈盛龙，平雪良，曹正万，等．基于 ＲＯＳ串联机器人虚拟运动控制及仿真研究［Ｊ］．组合机床与自动化加工技术，２０１５（１０）：１０８- １１１．
［１７］ 孟韶南，梁雁冰，师恒．基于 ＲＯＳ平台的六自由度机械臂运动规划［Ｊ］．上海交通大学学报，２０１６，５０（增刊１）：９４- ９７．
［１８］ 陈前里，刘成良，贡亮，等．基于 ＲＯＳ的机械臂控制系统设计［Ｊ］．机电一体化，２０１７，３４（１０）：３８- ４０．
［１９］ 曹正万，平雪良，陈胜龙，等．基于 ＲＯＳ的机器人模型构建方法研究［Ｊ］．组合机床与自动化加工技术，２０１５（８）：５１- ５４．
［２０］ 刘宇红，张明路，孟宪春，等．移动机械手的稳定性及补偿方法现状 与 发 展 趋 势 ［Ｊ］．机电产品开发与创新，２００８，２１（２）：５- ７．

相似文献/References:

[1]胡 聪１,凌 烈２,３,等.面向悬垂绝缘子串更换任务的机器人机构设计与优化[J].机械与电子,2019,(09):75.
　,,et al.Design and Optimization of Robot Mechanism for Suspension Insulator String Replacement Task[J].Machinery & Electronics,2019,(07):75.
[2]张 程１,２,王伟栋１,等.机器人碰撞保护[J].机械与电子,2019,(08):76.
　,,et al.Robot Collision Protection[J].Machinery & Electronics,2019,(07):76.
[3]张子建,尚 恺,韩少杰,等.机器人关节力矩传感器电路与数据采集处理系统设计[J].机械与电子,2019,(07):69.
　,,et al.Design of Joint Torque Sensor Circuit and Data Acquisition and Processing System for Robot[J].Machinery & Electronics,2019,(07):69.
[4]谢智慧,卢道华,王 佳,等.基于改进蚁群算法的机器人路径规划问题研究[J].机械与电子,2019,(06):70.
　,,et al.Research on Robot Path Planning Problem Based on Improved Ant Colony Algorithm[J].Machinery & Electronics,2019,(07):70.
[5]达悦生,郑楚悦,孙茂荣.机器人运动学模型建立的改进 ＤＨ 方法及正反解计算[J].机械与电子,2019,(10):72.
　, Improved DH Method and Forward and Inverse Solution Calculation for Robot Kinematics Model Establishment[J].Machinery & Electronics,2019,(07):72.
[6]向真,张宏钊,姜勇,等.一种高压室消防机器人[J].机械与电子,2018,(12):64.
　XIANG Zhen,ZHANG Hongzhao,JIANG Yong,et al.A High-voltage Distribution Room Firefighting Robot System[J].Machinery & Electronics,2018,(07):64.
[7]李明洋,唐国宝,李乾,等.基于KNN算法的铝合金阳极化层打磨质量检测系统研究[J].机械与电子,2018,(06):45.
　LI Mingyang,TANG Guobao,LI Qian,et al.Research on Quality Detection System for Aluminum Alloy Anodizing Layer Polishing Based on KNN Algorithm[J].Machinery & Electronics,2018,(07):45.
[8]夏 康,黄晓华,周俊俊,等.管道机器人跨井机构的设计与研究[J].机械与电子,2018,(08):71.
　XIA Kang,HUANG Xiaohua,ZHOU Junjun,et al.Design and Research of Spanning Mechanism of Pipeline Robot[J].Machinery & Electronics,2018,(07):71.
[9]张超,周自强,谭翰墨,等.基于PC-Interface的机器人拆卸操作仿真研究[J].机械与电子,2018,(03):65.
　ZHANG Chao,ZHOU Ziqiang,TAN Hanmo,et al.Simulation of Robotic Disassembly Operation Based on PC-Interface[J].Machinery & Electronics,2018,(07):65.
[10]王 雄,高海艳,张 菁,等.轮腿式复合机器人设计及运动实现[J].机械与电子,2016,(01):72.
　WANG Xiong,GAO Haiyan,ZHANG Jing,et al.Design and Motion Realization of Wheel-legged Mobile Robot[J].Machinery & Electronics,2016,(07):72.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：２０１８- １２- ２１
作者简介：杨青丰 （１９９１－），男，江苏盐城人，工程师，研究方向为电气工程，控制工程，人工智能及农业工程。
更新日期/Last Update: 2019-10-21