一種柔性自適應(yīng)機械手控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種仿人機械手，尤其涉及一種柔性機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]目前機械手手爪材料大多采用剛性材料?？梢詫崿F(xiàn)自適應(yīng)抓取的機械手，機械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在抓取物體時對物體產(chǎn)生損傷的可能性較大。而柔性機械手的機械結(jié)構(gòu)簡單，同樣實現(xiàn)自適應(yīng)抓取，由于柔性材料抓取物體時會產(chǎn)生形變，故對物體產(chǎn)生損傷的可能性較??；但是目前的柔性材料機械手沒有自適應(yīng)物體的功能，不能判斷抓取的物體應(yīng)該使用多大的力度；還是會存在對物體和機械手本身的損害。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型的目的在于提供一種柔性自適應(yīng)機械手控制系統(tǒng)，其采用柔性手爪，通過可靠的抓取結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對物體的可靠自適應(yīng)抓取，通過柔性結(jié)構(gòu)和可靠的控制系統(tǒng)來保證不會對物體造成損傷。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0005]一種柔性自適應(yīng)機械手控制系統(tǒng)，包含機械手本體和用于控制機械手本體的控制模塊；所述機械手本體包含手爪機構(gòu)和手腕機構(gòu)，手爪機構(gòu)安裝在手腕機構(gòu)上；所述手爪機構(gòu)包含至少三個柔性手爪；該柔性手爪通過3D打印柔性材料制作而成；每個柔性手爪分別通過鉸接軸安裝在手爪座上，每個柔性手爪分別由安裝在手爪底板上的手爪電機單獨驅(qū)動；手爪電機通過連桿機構(gòu)使得柔性手爪繞鉸接軸轉(zhuǎn)動；所述柔性手爪相向一側(cè)的表面為用于抓取物體的表面，該表面上開設(shè)有多個凹槽；
[0006]所述控制模塊包含控制器和用于檢測手爪電機的電流變化的信號檢測模塊；每一個手爪電機均串接一個信號檢測模塊，所有信號檢測模塊連接至所述控制器；所述信號檢測模塊包含串接的精密電阻和放大單元。
[0007]作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述凹槽為十字交叉型凹槽；所述連桿機構(gòu)包含連桿I和連桿II ;連桿II固定在手爪電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)盤上，連桿I鉸接在柔性手爪上，連桿II與連桿I鉸接。
[0008]作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述3D打印柔性材料為橡膠。
[0009]作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述手腕機構(gòu)至少包含三個手腕電機，每個手腕電機都固定在手腕底板上，手腕關(guān)節(jié)通過與手腕柱之間的球形鉸實現(xiàn)萬向連接；每個手腕電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)盤上連接一根拴在手腕關(guān)節(jié)上的網(wǎng)球線；手腕電機拉動網(wǎng)球線控制手腕關(guān)節(jié)的運動；所述手爪機構(gòu)的手爪底板安裝在手腕關(guān)節(jié)上；
[0010]所述每一個手腕電機均串接一個信號檢測模塊，所有信號檢測模塊連接至所述控制器；所述信號檢測模塊包含串接的精密電阻和放大單元。
[0011]作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述手腕關(guān)節(jié)的底部和手腕柱的頂部通過球形鉸連接；所有手腕電機以手腕底板中心為圓心均布。
[0012]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:
[0013]本實用新型的手指機構(gòu)采用的柔性手爪通過3D打印柔性材料制作而成；柔性手爪抓取物體時會因為內(nèi)側(cè)的受力而產(chǎn)生形變，該形變有利于對物體的抓取，并且使得手爪可以自適應(yīng)被抓取物體的形狀；至少三個手爪分別通過手腕電機驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的包裹性抓取；手腕電機與連桿的驅(qū)動方式，使得整個手爪運動過程類似于手指關(guān)節(jié)抓取過程，自適應(yīng)能力非常好。本實用新型進一步的，其手腕關(guān)節(jié)在手腕機構(gòu)主其主導(dǎo)作用，其可以靈活的模仿人手腕的運動，使得整個機械手的工作范圍變大；
[0014]本實用新型手爪部分采用柔性材料，在手爪上留有很多的凹槽，以增加摩擦力，機械手抓取物體時手爪部分會因為內(nèi)側(cè)的受力發(fā)生形變，該并且使得手爪可以根據(jù)物體的形狀改變手爪部分的形狀，然后在手爪變形的時候可以通過檢測通過電機的電流的大小，將電流放大后然后在主控制系統(tǒng)進行判斷從而自動適應(yīng)改變抓取的力度，整個控制過程非?？煽烤_，保證了對物體抓緊力的可靠判斷，防止對物體和機械手本身的損害。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細(xì)說明。
[0016]圖1為本實用新型的手爪機構(gòu)的一種【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1所示【具體實施方式】的俯視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本實用新型的手腕機構(gòu)的一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為圖3所示【具體實施方式】的俯視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為本實用新型的控制結(jié)構(gòu)原理圖；
[0021]圖6為本實用新型的信號檢測模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]1-柔性手爪，2-連桿I，3-連桿II，4-手爪電機，5-手爪底板，6-手爪座，7-手腕關(guān)節(jié)，8-手腕柱，9-手腕底板，10-手腕電機。
【具體實施方式】
[0024]本實用新型的技術(shù)方案以下述具體的結(jié)構(gòu)作為實施例進行說明。
[0025]如圖1?6所示，其示出了本實用新型的【具體實施方式】，如圖所示，本實用新型一種柔性自適應(yīng)機械手控制系統(tǒng)，包含機械手本體和用于控制機械手本體的控制模塊；所述機械手本體包含手爪機構(gòu)和手腕機構(gòu)，手爪機構(gòu)安裝在手腕機構(gòu)上；所述手爪機構(gòu)包含至少三個柔性手爪I ;該柔性手爪通過3D打印柔性材料制作而成；每個柔性手爪分別通過鉸接軸安裝在手爪座6上，每個柔性手爪分別由安裝在手爪底板上的手爪電機4單獨驅(qū)動；手爪電機通過連桿機構(gòu)使得柔性手爪繞鉸接軸轉(zhuǎn)動；所述柔性手爪相向一側(cè)的表面為用于抓取物體的表面，該表面上開設(shè)有多個凹槽；
[0026]如圖所示，所述控制模塊包含控制器和用于檢測手爪電機的電流變化的信號檢測模塊；每一個手爪電機均串接一個信號檢測模塊，所有信號檢測模塊連接至所述控制器；所述信號檢測模塊包含串接的精密電阻和放大單元。
[0027]優(yōu)選的，如圖所示，所述凹槽為十字交叉型凹槽；所述連桿機構(gòu)包含連桿I和連桿II ;連桿II固定在手爪電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)盤上，連桿I鉸接在柔性手爪上，連桿II與連桿I鉸接。
[0028]優(yōu)選的，如圖所示，所述3D打印柔性材料為橡膠。
[0029]優(yōu)選的，如圖所示，所述手腕機構(gòu)至少包含三個手腕電機10，每個手腕電機都固定在手腕底板上，手腕關(guān)節(jié)7通過與手腕柱8之間的球形鉸實現(xiàn)萬向連接；每個手腕電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)盤上連接一根拴在手腕關(guān)節(jié)上的網(wǎng)球線；手腕電機拉動網(wǎng)球線控制手腕關(guān)節(jié)的運動；所述手爪機構(gòu)的手爪底板安裝在手腕關(guān)節(jié)上；
[0030]如圖所示，所述每一個手腕電機均串接一個信號檢測模塊，所有信號檢測模塊連接至所述控制器；所述信號檢測模塊包含串接的精密電阻和放大單元。
[0031]優(yōu)選的，如圖所示，所述手腕關(guān)節(jié)的底部和手腕柱的頂部通過球形鉸連接；所有手腕電機以手腕底板中心為圓心均布。
[0032]上面結(jié)合附圖對本實用新型優(yōu)選實施方式作了詳細(xì)說明，但是本實用新型不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的如提下做出各種變化；
[0033]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不脫離本實用新型的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本實用新型不限于特定的實施方式，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項】
1.一種柔性自適應(yīng)機械手控制系統(tǒng)，其特征在于:包含機械手本體和用于控制機械手本體的控制模塊；所述機械手本體包含手爪機構(gòu)和手腕機構(gòu)，手爪機構(gòu)安裝在手腕機構(gòu)上；所述手爪機構(gòu)包含至少三個柔性手爪；該柔性手爪通過3D打印柔性材料制作而成；每個柔性手爪分別通過鉸接軸安裝在手爪座上，每個柔性手爪分別由安裝在手爪底板上的手爪電機單獨驅(qū)動；手爪電機通過連桿機構(gòu)使得柔性手爪繞鉸接軸轉(zhuǎn)動；所述柔性手爪相向一側(cè)的表面為用于抓取物體的表面，該表面上開設(shè)有多個凹槽； 所述控制模塊包含控制器和用于檢測手爪電機的電流變化的信號檢測模塊；每一個手爪電機均串接一個信號檢測模塊，所有信號檢測模塊連接至所述控制器；所述信號檢測模塊包含串接的精密電阻和放大單元。2.如權(quán)利要求1所述的一種柔性自適應(yīng)機械手控制系統(tǒng)，其特征在于:所述凹槽為十字交叉型凹槽；所述連桿機構(gòu)包含連桿I和連桿II ;連桿II固定在手爪電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)盤上，連桿I鉸接在柔性手爪上，連桿II與連桿I鉸接。3.如權(quán)利要求1所述的一種柔性自適應(yīng)機械手控制系統(tǒng)，其特征在于:所述3D打印柔性材料為橡膠。4.如權(quán)利要求1?3任一所述的一種柔性自適應(yīng)機械手控制系統(tǒng)，其特征在于:所述手腕機構(gòu)至少包含三個手腕電機，每個手腕電機都固定在手腕底板上，手腕關(guān)節(jié)通過與手腕柱之間的球形鉸實現(xiàn)萬向連接；每個手腕電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)盤上連接一根拴在手腕關(guān)節(jié)上的網(wǎng)球線；手腕電機拉動網(wǎng)球線控制手腕關(guān)節(jié)的運動；所述手爪機構(gòu)的手爪底板安裝在手腕關(guān)節(jié)上； 所述每一個手腕電機均串接一個信號檢測模塊，所有信號檢測模塊連接至所述控制器；所述信號檢測模塊包含串接的精密電阻和放大單元。5.如權(quán)利要求4所述的一種柔性自適應(yīng)機械手控制系統(tǒng)，其特征在于:所述手腕關(guān)節(jié)的底部和手腕柱的頂部通過球形鉸連接；所有手腕電機以手腕底板中心為圓心均布。
【專利摘要】本實用新型公開了一種柔性自適應(yīng)機械手控制系統(tǒng)，其包含機械手本體和用于控制機械手本體的控制模塊；所述機械手本體包含手爪機構(gòu)和手腕機構(gòu)，手爪機構(gòu)安裝在手腕機構(gòu)上；所述手爪機構(gòu)包含至少三個柔性手爪；每個柔性手爪分別通過鉸接軸安裝在手爪座上，每個柔性手爪分別由安裝在手爪底板上的手爪電機單獨驅(qū)動；手爪電機通過連桿機構(gòu)使得柔性手爪繞鉸接軸轉(zhuǎn)動；所述柔性手爪相向一側(cè)的表面為用于抓取物體的表面，該表面上開設(shè)有多個凹槽；所述控制模塊包含控制器和用于檢測手爪電機的電流變化的信號檢測模塊；每一個手爪電機均串接一個信號檢測模塊，所有信號檢測模塊連接至所述控制器；所述信號檢測模塊包含串接的精密電阻和放大單元。
【IPC分類】B25J13/00, B25J15/12
【公開號】CN204686886
【申請?zhí)枴緾N201520407869
【發(fā)明人】楊少毅, 李文韜, 褚智威, 王強
【申請人】西安蒜泥電子科技有限責(zé)任公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月12日