(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210862206.X (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 深圳市华成工业控制股份有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区西乡街 道固戍社区固戍一路正奇隆大厦八楼 A区(办公场所) (72)发明人 范玉魁　万小兵　廉卜旭　李超　 董改田　冷俊　 (74)专利代理 机构 深圳市诺正鑫泽知识产权代 理有限公司 4 4689 专利代理师 彭佳伟 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 五轴机械手的控制方法、 装置、 设备及存储 介质 (57)摘要 本发明实施例公开了一种五轴机械手的控 制方法、 装置、 设备及存储介质， 其中方法包括： 根据抓手头端初始位姿、 最大重力曲线、 初始抓 取方向、 物品位姿和目标物体重力判断目标抓手 是否能成功抓取目标物品得到第一结果； 若第一 结果为是， 则根据抓手头端初始位姿、 初始抓取 方向、 物品位姿和目标物体重力控制目标抓手抓 取目标物品； 若第一结果为否， 则根据抓手头端 初始位姿、 最大重力曲线、 物品位姿和目标物体 重力对目标抓手计算得到目标抓取方向和抓手 头端目标位姿， 根据抓手头端目标位姿、 目标抓 取方向、 物品位姿和目标物体重力控制目标抓手 抓取目标物品。 从而使目标抓手抓取目标物品一 次就成功， 避免抓取失败， 也避免损坏目标抓手， 提高了生产效率。 权利要求书3页 说明书15页 附图3页 CN 115026836 A 2022.09.09 CN 115026836 A 1.一种五轴机械手的控制方法， 所述方法应用于五轴机械手， 所述五轴机械手的末端 设有目标抓手， 所述方法包括： 获取抓取准备信号； 响应所述抓取准备信号， 获取所述目标抓手的抓手头端初始位姿和初始抓取方向， 并 获取目标物品对应的物品位姿及目标物体重力， 以及获取预先建立的所述目标抓手的抓取 方向与所述目标物品对应的最大重力曲线； 根据所述抓手头端初始位姿、 所述最大重力曲线、 所述初始抓取方向、 所述物品位姿和 所述目标物体重力， 判断所述目标抓手是否能成功抓取 所述目标物品， 得到第一结果； 若所述第 一结果为是， 则根据 所述抓手头端初始位姿、 所述初始抓取方向、 所述物品位 姿和所述目标物体重力控制所述目标抓手抓取 所述目标物品； 若所述第 一结果为否， 则根据 所述抓手头端初始位姿、 所述初始抓取方向、 所述最大重 力曲线、 所述物品位姿和所述 目标物体重力， 对所述 目标抓手确定目标抓取方向和 抓手头 端目标位姿， 根据所述抓手头端目标位姿、 所述目标抓取方向、 所述物品位姿和所述目标物 体重力控制所述目标抓手抓取 所述目标物品。 2.根据权利要求1所述的五轴机械手的控制方法， 其特征在于， 所述获取抓取准备信号 步骤， 包括： 获取所述目标抓手的单手指抓力阈值和所述初始抓取方向， 并获取目标物品对应物品 受力阈值， 获取所述目标抓手与所述目标物品之间的摩 擦系数及手指分布数据， 其中， 所述 手指分布数据包括： 抓取 方向、 上部手指数量和下部手指数量； 基于预设的抓取约束函数， 根据所述单手指抓力阈值、 所述初始抓取方向、 所述物品受 力阈值、 所述摩擦系 数和所述手指分布数据， 生成所述最大重力曲线， 其中， 所述最大重力 曲线的x轴表述的是所述目标抓手的抓取方向， 所述最大重力曲线的y轴表述的所述目标抓 手能抓取的最大物体重力； 获取所述五轴机 械手对应的抓取准备运动路径； 根据所述 抓取准备运动路径控制所述五轴机 械手运动， 得到 机械手到位信号； 获取所述目标物品对应的物品到位信号； 根据所述最大重力曲线、 所述机械手到位信号和所述物品到位信号生成所述抓取准备 信号； 其中， 所述抓取约束函数为： F是所述目标抓手的 每个手指施加在所述目标物品上的力， Fmax是所述单手指抓力阈值， Fs是所述物品受力阈 值， μ是所述摩擦系数， θ是待处理抓取方向与所述初始抓取方向的差值的绝对值， m是所述 手指分布数据中的与所述待处理抓取方向对应的所述上部手指数量， n是所述手指分布数 据中的与所述待处理抓取方向对应的所述下部手指数量， Gmax是所述目标抓手在所述待处 理抓取方向上抓取所述目标物品的最大物体重力， 所述待处理抓取方向是所述目标抓手的 任一个抓取 方向。 3.根据权利要求1所述的五轴机械手的控制方法， 其特征在于， 所述根据 所述抓手头端 初始位姿、 所述最大重力曲线、 所述初始抓取方向、 所述物品位姿和所述 目标物体重力， 判 断所述目标抓手是否能成功抓取 所述目标物品， 得到第一结果的步骤， 包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115026836 A 2从所述最大重力曲线中查找出与所述初始抓取 方向对应的最大重力， 得到第一重力； 判断所述目标物体重力是否不大于所述第一重力； 若是， 则根据所述抓手头端初始位姿和所述物品位姿， 判断所述目标物品是否位于与 所述初始抓取方向对应的抓取位置范围内， 若是， 则确定所述第一结果为是， 否则， 确定所 述第一结果 为否； 若否， 则确定所述第一结果 为否。 4.根据权利要求1所述的五轴机械手的控制方法， 其特征在于， 所述根据 所述抓手头端 初始位姿、 所述初始抓取方向、 所述最大重力曲线、 所述物品位姿和所述 目标物体重力， 对 所述目标抓手确定目标抓取 方向和抓手头端目标位姿的步骤， 包括： 根据所述抓手头端初始位姿、 所述最大重力曲线、 所述物品位姿和所述目标物体重力， 对所述目标抓手进行抓取 方向的计算， 得到调整结果； 若所述调整结果中的调整结论为成功， 则将所述调整结果中的调整后抓取方向作为所 述目标抓取 方向， 并且将所述 抓手头端初始位姿作为所述 抓手头端目标位姿； 若所述调整结果中的所述调整结论为失败， 则根据 所述五轴机械手的各个机械轴的约 束关系、 所述最大重力曲线、 所述物品位姿和所述目标物体重力， 对 所述目标抓手同时进 行 抓取方向及抓手头端位姿的计算， 得到所述目标抓取 方向和所述 抓手头端目标位姿。 5.根据权利要求4所述的五轴机械手的控制方法， 其特征在于， 所述根据 所述抓手头端 初始位姿、 所述最大重力曲线、 所述物品位姿和所述目标物体重力， 对所述目标抓手进行抓 取方向的计算， 得到调整结果的步骤， 包括： 从所述最大重力曲线中查找最大重力大于或等于所述目标物体重力的抓力方向， 得到 候选抓力方向集； 根据所述候选抓力方向集、 所述抓手头端初始位姿和所述物品位姿， 判断所述目标抓 手是否能成功抓取 所述目标物品， 得到第二结果； 若所述第二结果为是， 则确定所述调整结果中的所述调整结论为成功， 根据所述候选 抓力方向集、 所述抓手头端初始位姿和所述物品位姿进行抓取方向计算， 得到所述调整结 果中的所述调整后抓取 方向； 若所述第二结果 为否， 则确定所述调整结果中的所述调整结论 为失败。 6.根据权利要求4所述的五轴机械手的控制方法， 其特征在于， 所述根据 所述五轴机械 手的各个机械轴的约束关系、 所述最大重力曲线、 所述物品位姿和所述目标物体重力， 对所 述目标抓手同时进行抓取方向及抓手头端位姿的计算， 得到所述目标抓取方向和所述抓手 头端目标位姿的步骤， 包括： 获取所述目标抓手对应的最佳抓取方向， 并根据所述最佳抓取方向和所述物品位姿， 对所述目标抓手进行抓手头端位姿计算， 得到第一 位姿； 判断所述最大重力曲线中的与所述最佳抓取方向对应的最大重力是否大于或等于所 述目标物体重力， 并且， 基于所述 五轴机械手的各个机械轴的约束关系， 判断所述目标抓手 的头端是否能够到 达所述第一 位姿； 若均为是， 则将所述最佳抓取方向作为所述目标抓取方向， 将所述第一位姿作为所述 抓手头端目标位姿； 若任一为否， 则将所述最大重力曲线中的最大重力大于或等于所述目标物体重力的每权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115026836 A 3