16、自动化确定零件自然静止状态及小型金属物体抓取方法研究

自动化确定零件自然静止状态及小型金属物体抓取方法研究

在工业生产和机器人应用中，确定零件的自然静止状态以及实现小型金属物体的有效抓取是两个重要的问题。下面将分别介绍自动化确定任意组件自然静止状态的方法，以及小型金属物体的两阶段机器人料箱拾取系统。

自动化确定任意组件自然静止状态

1. 模拟测试流程

通过对组件进行多次具有随机初始方向的跌落测试，可以得到任意组件自然静止状态的分布。这里使用Blender结合Python脚本进行模拟，整个程序流程分为三个主要部分：
- 模拟环境准备 ：
- 利用Python脚本在Blender中自动设置模拟环境，将组件下落的平面和组件本身以STL文件形式导入。
- 将组件的局部坐标系（CS）W 重新定位到组件的重心，并与惯性坐标系（CS）0 对齐。
- 把组件移动到恒定的下落高度 h，向量为 ( \vec{r}_W = (0, 0, 60)^T ) mm。
- 最后将组件在 R³ 中进行均匀分布的随机定向。
- 定义模拟边界条件，包括将模拟设为刚体模拟，忽略组件变形，将下落组件定义为主动刚体并根据密度分配质量，平面定义为被动刚体固定在空间，设置重力场加速度 ( g = 9.81 m/s² ) 沿（CS）0 的负 Z 轴方向，确定两个刚体的相互作用，对于软表面碰撞，设置弹性系数 ( b = 0.8 ) 和摩擦系数 ( μ = 0.5 )。
- 模拟运行及取消准则 ：
- 为了得到每个组件自然静止状态的代表性分布，进行 n 次迭代的跌落测试。每次迭代代表一次组件的下落过程，最终得到一个稳定的姿态（