[發(fā)明專利]機(jī)械手控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310139497.0
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN103203751A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王安基
• 申請（專利權(quán)）人: 青島嘉龍自動化設(shè)備有限公司
• 主分類號: B25J9/20
• 分類號: B25J9/20;B25J9/08
• 代理公司: 北京雙收知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11241
• 代理人: 陳磊

1.一種機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于：包括

控制機(jī)械手運動軌跡的仿真手柄組件；

將仿真手柄組件運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化成可識別電信號的液壓轉(zhuǎn)換裝置；

控制機(jī)械手運動的動力裝置；

接收電信號、并根據(jù)電信號控制動力裝置運動的信息處理裝置。

2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述的仿真手柄組件包括手柄、與手柄連接的連桿結(jié)構(gòu)，所述的連桿結(jié)構(gòu)為伸縮連桿、升降連桿、主連桿與手臂形成的平行四連桿結(jié)構(gòu)，所述的手柄安裝在手臂上。

3.如權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述的液壓轉(zhuǎn)換裝置包括與連桿結(jié)構(gòu)連接的執(zhí)行裝置和仿真手柄運動數(shù)據(jù)檢測裝置；

所述的執(zhí)行裝置包括升降反饋油缸和伸縮反饋油缸，所述的升降反饋油缸一端鉸接在升降連桿上，一端鉸接在機(jī)座上；所述的伸縮反饋油缸一端鉸接在主連桿上，一端鉸接在機(jī)座上；

所述的仿真手柄運動數(shù)據(jù)檢測裝置為安裝在升降反饋油缸和伸縮反饋油缸內(nèi)的位移傳感器，或者為安裝在與升降反饋油缸和伸縮反饋油缸缸體或缸桿連接的連桿軸向方向上的連桿旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。

4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述的執(zhí)行裝置還包括固定在機(jī)座上的回轉(zhuǎn)組件，所述的回轉(zhuǎn)組件包括固定在機(jī)座上的回轉(zhuǎn)支撐、穿過回轉(zhuǎn)支撐的固定軸，固定軸上安裝回轉(zhuǎn)反饋角度檢測裝置。

5.如權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述的動力裝置包括與機(jī)械手連接的執(zhí)行結(jié)構(gòu)及檢測機(jī)械手運動數(shù)據(jù)并反饋給信息處理裝置的機(jī)械手運動數(shù)據(jù)檢測裝置；

所述的執(zhí)行結(jié)構(gòu)包括與機(jī)械手連接的連桿結(jié)構(gòu)、與連桿結(jié)構(gòu)連接的升降油缸和伸縮油缸；

所述的連桿結(jié)構(gòu)包括三套平行四連桿結(jié)構(gòu)，分別為：下后臂、下聯(lián)板、中后臂和下前臂共同構(gòu)成第一平行四連桿結(jié)構(gòu)，下后臂的一端與下聯(lián)板的第一端鉸接，下聯(lián)板的第二端和中后臂的一端鉸接，鉸接軸安裝在回轉(zhuǎn)工作臺上，中后臂的另一端和下前臂的一端鉸接，鉸接軸安裝在上聯(lián)板的第一端，下前臂的中間部位與下后臂的另一端鉸接；下前臂、聯(lián)板、上前臂和上聯(lián)板共同構(gòu)成第二平行四連桿結(jié)構(gòu)，下前臂的另一端與聯(lián)板的一端鉸接，聯(lián)板的另一端與上前臂的一端鉸接，上前臂的另一端與上聯(lián)板的第二端鉸接；回轉(zhuǎn)工作臺、上后臂、上聯(lián)板和中后臂共同構(gòu)成第三平行四連桿結(jié)構(gòu)，上后臂的一端與回轉(zhuǎn)工作臺鉸接，另一端與上聯(lián)板的第三端鉸接；機(jī)械手安裝在聯(lián)板上；

所述的升降油缸的缸體鉸接在回轉(zhuǎn)工作臺上，缸桿與下聯(lián)板的第三端鉸接；伸縮油缸的缸體鉸接在回轉(zhuǎn)工作臺上，缸桿與中后臂的下側(cè)鉸接。

6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述的執(zhí)行結(jié)構(gòu)還包括安裝在回轉(zhuǎn)工作臺上并驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)。

7.如權(quán)利要求5所述的機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述的機(jī)械手運動數(shù)據(jù)檢測裝置為安裝在升降油缸和伸縮油缸內(nèi)的位移傳感器，或者為安裝在與升降油缸和伸縮油缸缸體或缸桿連接的連桿軸向方向上的連桿旋轉(zhuǎn)角度檢測裝置。

8.如權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述的信息處理裝置包括CPU控制模塊、與CPU控制模塊連接并接收電信號的比例閥，比例閥分別與液壓轉(zhuǎn)換裝置和動力裝置連接；

所述的CPU控制模塊包括設(shè)定值和實際值的偏差運算模塊、偏差微分模塊、速度PID運算模塊、速度與電壓的線性補償模塊，所述的偏差運算模塊分別連接仿真手柄運動數(shù)據(jù)檢測裝置和機(jī)械手運動數(shù)據(jù)檢測裝置，所述的速度與電壓的線性補償模塊連接比例閥；

所述的比例閥安裝在液壓站上，包括升降比例閥、伸縮比例閥；所述的升降反饋油缸與升降油缸的有桿腔均連接升降比例閥的B口，所述的升降反饋油缸與升降油缸的無桿腔均連接升降比例閥的A口，所述的伸縮反饋油缸與伸縮油缸的有桿腔均連接伸縮比例閥的B口，伸縮反饋油缸與伸縮油缸的無桿腔均連接伸縮比例閥的A口。

9.如權(quán)利要求8所述的機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述的比例閥還包括安裝在液壓站上的回轉(zhuǎn)比例閥，所述的回轉(zhuǎn)比例閥連接液壓馬達(dá)的油口，液壓馬達(dá)上有回轉(zhuǎn)角度檢測裝置。

10.一種機(jī)械手控制方法，其特征在于：

1)手柄在外力的作用下做出運動，通過與之連接的連桿結(jié)構(gòu)將運動傳遞給反饋油缸；

2)仿真手柄運動數(shù)據(jù)檢測裝置檢測反饋油缸運動數(shù)據(jù)，并且反饋給CPU控制模塊；

3)CPU控制模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號并且通過比例閥控制機(jī)械手運動；

4)機(jī)械手運動數(shù)據(jù)檢測裝置檢測機(jī)械手運動數(shù)據(jù)，并且反饋給CPU控制模塊；

5)仿真手柄運動數(shù)據(jù)和機(jī)械手運動數(shù)據(jù)通過CPU控制模塊進(jìn)行運算，輸出調(diào)整電壓，通過比例閥控制機(jī)械手運動。