基于压力形态末端执行器的不规则农产品抓取系统：从感知到闭环TCP重新对准的概念验证研究

《Robotics》：From Vision to Grasp: TCP Dynamic Realignment Using Embedded Sensors

　　

摘要

机器人技术整合到农业中可应对劳动力短缺和可持续生产等挑战。传统夹持器在处理精细且形状不规则的天然农产品时仍面临困难。本文提出了一种压力形态末端执行器，作为验证感知-传感TCP重新对准流程的概念验证平台，而非作为可投入田间使用的农业产品。从方形到六边形的布局选择是通过原型迭代确定的，而有限元分析是在先前工作中用于优化和表征六边形缓冲单元的。材料、驱动方式和机器人平台作为集成控制概念的实验测试平台。该系统采用模块化阵列的气动驱动六边形单元，配合稀疏嵌入的压力传感、基于视觉的目标检测、一种离散的启发式视觉伺服控制器（用于在接近过程中绕过运动学奇异点），以及一种闭环TCP动态重新对准算法。在受控的实验室条件下，该原型在不规则农产品上实现了12/12次成功直线抓取和9/11次成功角度抓取（82%），而同一协议下的传统刚性平行夹爪在所有基线试验中均失败。