面向薄皮果類抓取的柔性手前瞻力控方法

陳宵燕，孫沂琳，趙 一，張秋菊，何慶浩

（1.無錫學院 自動化學院，江蘇無錫 214105；2.江蘇省食品先進制造裝備與技術重點實驗室，江蘇無錫 214122；3.江蘇集萃復合材料裝備研究所有限公司 創新研發中心，江蘇無錫 214174）

0 引言

薄皮果類是生活中常見的水果，如蘋果、梨子和獼猴桃等，其共有特性是皮薄水分多，一旦外表皮受傷，不僅影響外觀，更會導致其快速氧化而腐爛［1］。面對未知物體，抓取任務不僅要求準確識別物體的位置和方向［2-4］，還需要穩定可靠地抓取［5］。對薄皮果類，還要考慮抓取力的柔順控制［6］。

根據當前研究現狀，具有硬手指的靈巧手通常需要復雜的傳感和控制技術，才能獲得高精度位置，以實現閉合抓取［7］。而柔性手具有較低的固有剛度，對動作和感知的不確定性具有較強的固有魯棒性［8］。由于柔性手能夠通過主動和被動變形，輕松適應復雜物體或非結構化環境，已經成為機器人抓取研究的一個關鍵領域［9］。

目前，一般靈巧手將硬度感知作為對未知物體抓取夾持力的控制依據［10］。例如，YUAN等［11］基于觸覺傳感器，通過接觸表面形狀變化等來估計抓取物體的硬度。WANG等［12］設計分布式觸覺傳感器，根據滑移情況調整抓取力。而對于薄皮果類，接觸表面的形狀產生變化時已經對其產生破壞，對水果的貯藏和質感都產生了不可挽回的損害。

因此，本文面向薄皮果類的柔順抓取，針對當前機器手存在的主動順應性不足、控制系統復雜等問題，利用柔性手輕型高效的結構優勢及前瞻力控技術，優化對該類物體的柔順抓取性能。……