[實(shí)用新型]機(jī)械手的智能控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320213539.6
• 申請(qǐng)日: 2013-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN203197933U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志勃;畢艷茹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): B25J19/00
• 分類號(hào): B25J19/00;B25J9/16
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標(biāo)事務(wù)所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及機(jī)械手，具體涉及機(jī)械手的智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，機(jī)械手能否快速準(zhǔn)確的抓取工件，已成為一個(gè)研究課題。機(jī)械手能模仿人手的某些動(dòng)作功能，按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。

在國(guó)內(nèi)機(jī)械制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。目前大部分工業(yè)機(jī)械手按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，還不具備任何傳感反饋能力，不能應(yīng)付外界的變化。如果外界條件變化了，可能會(huì)造成做無(wú)用功，甚至損壞機(jī)械手，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，在某些特殊工作環(huán)境，需要機(jī)械手能夠根據(jù)任務(wù)流程選取不同型號(hào)的工件進(jìn)行安裝或搬運(yùn)，如自動(dòng)分揀、加工刀具選取等。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于：設(shè)計(jì)一種機(jī)械手的智能控制系統(tǒng)，讓機(jī)械手具有智能識(shí)別功能，使機(jī)械手能夠準(zhǔn)確識(shí)別工件，迅速準(zhǔn)確定位，牢固抓取工件。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：該機(jī)械手包括豎直氣缸、執(zhí)行氣爪、水平氣缸、旋轉(zhuǎn)軸、支架和底座，底座上經(jīng)支架安裝旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸上安裝水平氣缸，水平氣缸上安裝豎直氣缸，豎直氣缸上安裝執(zhí)行氣爪，其特征是：執(zhí)行氣爪的手臂上安裝RFID讀卡器，水平氣缸、豎直氣缸上安裝電磁閥，電磁閥和RFID讀卡器連接控制器；所述的控制器的電回路連接如下：采用STC12C5A60S2單片機(jī)為主控CUP，通過(guò)單片機(jī)的P3.0和P3.1引腳與STCS232芯片第11、12引腳相連接，并將STCS232的Rxd14引腳和Txd13引腳與9針D型接口相連，單片機(jī)中使用串口與Zigbee串口通訊，單片機(jī)的P1.2和P4.2作為通訊發(fā)送和接收端，單片機(jī)P2口連接電磁閥。

其中，機(jī)械手中氣缸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路為4個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的13、14引腳為輸出驅(qū)動(dòng)端，直接連接機(jī)械手中動(dòng)作電機(jī)，驅(qū)動(dòng)模塊中1、6引腳為直流電機(jī)占空比控制端，分別標(biāo)注為PWM1和PWM2，用于控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向，1、6引腳分別與單片機(jī)P0口相連。

工作時(shí)，工件上安裝RFID電子標(biāo)簽，當(dāng)機(jī)械手靠近工件時(shí)，機(jī)械手上的RFID讀卡器通過(guò)程序識(shí)別工件上的RFID電子標(biāo)簽，RFID讀卡器通過(guò)RS232串口與控制器通訊，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工件的RFID電子標(biāo)簽讀取識(shí)別；控制器將讀取的工件信息通過(guò)Zigbee無(wú)線通訊模塊上傳到上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)工作需求判斷是否需要進(jìn)行抓取，并將抓取指令通過(guò)Zigbee模塊回傳到控制器，控制器根據(jù)指令啟動(dòng)操作，對(duì)工件進(jìn)行抓取。

本實(shí)用新型將智能RFID讀卡器安裝在機(jī)械手上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高，體積小，重量輕，安裝容易，高速識(shí)別電子標(biāo)簽，RFID識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，不受濕度溫度油漬等影響，RFID無(wú)線射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)的識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，RFID識(shí)別的有效率高，檢測(cè)準(zhǔn)確，抓取牢固，能夠根據(jù)工件的位置自動(dòng)調(diào)節(jié)抓取的位置，方便靈活，從而提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度及生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型總體框架圖。

圖2為控制器電路原理圖。

圖3機(jī)械手電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖。

圖4為程序流程圖。

圖5為機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1豎直氣缸，2?RFID讀卡器，3執(zhí)行氣爪，4?RFID電子標(biāo)簽，5工件，6水平氣缸，7旋轉(zhuǎn)軸，8支架，9底座，10電磁閥，11控制器，12?Zigbee無(wú)線通訊模塊，13上位機(jī)。

具體實(shí)施方式

如圖5所示，該機(jī)械手包括豎直氣缸1、執(zhí)行氣爪3、水平氣缸6、旋轉(zhuǎn)軸7、支架8和底座9，底座9上經(jīng)支架8安裝旋轉(zhuǎn)軸7，旋轉(zhuǎn)軸7上安裝水平氣缸6，水平氣缸6上安裝豎直氣缸1，豎直氣缸1上安裝執(zhí)行氣爪3，其特征是：執(zhí)行氣爪3的手臂上安裝RFID讀卡器2，水平氣缸6、豎直氣缸1上安裝電磁閥10，電磁閥10和RFID讀卡器2連接控制器11；如圖2所示，所述的控制器的電回路連接如下：采用STC12C5A60S2單片機(jī)為主控CUP，通過(guò)單片機(jī)的P3.0和P3.1引腳與STCS232芯片第11、12引腳相連接，并將STCS232的Rxd14引腳和Txd13引腳與9針D型接口相連，單片機(jī)中使用串口與Zigbee串口通訊，單片機(jī)的P1.2和P4.2作為通訊發(fā)送和接收端，單片機(jī)P2口連接電磁閥。