[發明專利]五自由度機械手、驅動電路和控制方法

有效

• 申請號: 201210349174.X
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102873684A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 秦志強
• 申請（專利權）人: 深圳市中科鷗鵬智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J15/00
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國;劉榮鑫

1.一種五自由度機械手，其特征在于，包括依次連接的機械手大臂、機械手小臂、第一手腕、第二手腕和機械手手掌，所述五自由度機械手還包括設置在所述機械手大臂底端兩側并聯設置的、用于控制所述機械手大臂運轉的第一舵機和第二舵機；用于帶動所述機械手小臂運動的第三舵機；帶動所述第一手腕運動的第四舵機；帶動所述第二手腕運動的第五舵機；帶動所述機械手手掌運動的第六舵機。

2.如權利要求1所述的機械手大臂裝置，其特征在于，所述第一舵機與第二舵機相對設置，使同一時刻所述第一舵機控制所述機械手大臂一側運轉的角度與所述第二舵機控制所述機械手大臂另一側運轉的角度互補。

3.如權利要求2所述的五自由度機械手，其特征在于，所述機械手手掌包括左手指與右手指，所述左手指與右手指上分別設置有用于帶動該左手指與右手指運動的主動齒輪與從動齒輪，所述主動齒輪與所述第六舵機連接。

4.如權利要求1至3任意一項中所述的五自由度機械手，其特征在于，所述主動齒輪與從動齒輪的規格相同。

5.一種五自由度機械手的驅動電路，用于控制上述五自由度機械手，其特征在于，包括控制器，與該控制器連接的驅動電路芯片，所述驅動電路芯片的移位時鐘輸入端與鎖存時鐘輸入端連接所述控制器的同一輸出端，所述驅動電路芯片的串行數據引腳輸入端連接所述控制器的另一輸出端，所述驅動電路芯片并行數據輸出端的六個輸出端依次連接所述第一舵機至第六舵機。

6.一種五自由度機械手的控制方法，基于上述驅動電路控制五自由度機械手，其特征在于，包括以下步驟：

設置機械手大臂向前轉動初始角度α，根據所述初始角度α設定所述第一舵機和第二舵機的目標角度值；

根據所述第一舵機和第二舵機的目標角度值生成目標脈寬值；

根據所述目標脈寬值，同步控制第一舵機和第二舵機達到目標角度值，使機械手大臂到達目標位置。

7.如權利要求6所述的五自由度機械手的控制方法，其特征在于，在設置機械手大臂向前轉動初始角度α之前，還包括：

初始化控制器的驅動引腳；

初始化第一舵機至第六舵機到90°位置；

初始化控制器中的定時器。

8.如權利要求7所述的五自由度機械手的控制方法，其特征在于，所述根據初始角度α設定1號舵機和2號舵機的目標角度值具體為：

第一舵機的目標角度值設定為90°－α，第二舵機的目標角度值設定為180°－（90°－α）。

9.如權利要求8所述的五自由度機械手的控制方法，其特征在于，所述同步控制第一舵機和第二舵機達到目標角度值具體為：

按照一定的周期更新第一舵機與第二舵機的當前脈寬值，使第一舵機的當前脈寬值依次增加一個單位角度值，同時第二舵機的當前脈寬值依次減少一個單位角度值，直到第一舵機與第二舵機的當前脈寬值達到相應的目標脈寬值。

10.如權利要求6至9中任意一項所述的五自由度機械手的控制方法，其特征在于，所述角度單位值為舵機帶動機械手大臂運動1°所對應的脈寬值。