[發(fā)明專利]機械臂位置粗精復合閉環(huán)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410043410.4
• 申請日: 2014-01-25
• 公開（公告）號: CN103753586A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 安凱;王曉英;安培亮;安宏亮
• 申請（專利權）人: 安凱
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J18/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種機械臂位置粗精復合閉環(huán)控制方法，其特征在于：在傳統(tǒng)的機械臂末端加裝了位置精控制機構，該機構由3個滑移關節(jié)組成，其中一個是平行滑移關節(jié)(1)，即伸縮桿，另外2個是結構完全一樣的垂直滑移關節(jié)(2)；平行滑移關節(jié)(1)的殼體(6)是一個空心圓柱，一端安裝電機(11)，電機(11)的軸與一根螺桿(7)連接，螺桿(7)與內(nèi)螺紋桿(10)嚙合，內(nèi)螺紋桿(10)從平行滑移關節(jié)殼體(6)底部伸出，連接到第一個垂直滑移關節(jié)(2)的基座(5)上；垂直滑移關節(jié)(2)的殼體(8)是一個側面開槽的空心圓柱，圓柱一端安裝電機(11)，電機(11)的軸與螺桿(7)連接，螺桿(7)的另一端插入安裝在垂直滑移關節(jié)殼體(8)另一端底面上的軸承內(nèi)，滑動塊(9)由兩個相交成90°的圓柱構成，其中一個圓柱帶內(nèi)螺紋，并與螺桿(7)嚙合，另一實心圓柱伸出垂直滑移關節(jié)殼體(8)，連接到第二個垂直滑移關節(jié)(2)的基座(5)上；第二個垂直滑移關節(jié)(2)的滑動塊(9)上的實心圓柱與末端執(zhí)行器(3)連接；電機(11)可以正反兩個方向旋轉(zhuǎn)；兩個CCD相機(4)安裝在位置精控制機構靠近末端的垂直滑移關節(jié)(2)的殼體(8)上，它們的光軸與末端執(zhí)行器(3)的對稱軸平行。

2.根據(jù)權利要求1所述的位置精控制機構，其特征在于以兩個CCD相機(4)的公共相平面與末端執(zhí)行器(3)的對稱軸的交點為原點，以兩個CCD相機(4)的光軸與公共相平面的交點的連線為x軸(正向為右)，以公共相平面內(nèi)經(jīng)過原點并與x軸垂直的向上方向為y軸，以末端執(zhí)行器(3)的對稱軸為z軸建立測量坐標系；兩個CCD相機的相面坐標系的橫軸和縱軸分別與x軸和y軸平行，原點位于光軸與相平面的交點；以f表示兩個探測器的焦距，l表示兩個探測器的像素長度。設被抓取物體的質(zhì)心A在測量坐標系中的坐標為A(x，y，z)，在兩個相面坐標系中的坐標分別為A(m₁，n₁)和A(m₂，n₂)，其中|m_i|，|n_i|(i=1，2)分別為橫、縱方向上的像素個數(shù)，則由小孔成像原理知

x=m1+m2m1-m2d,y=2n1m1-m2d,z=2fl(m1-m2)d]]>

3.根據(jù)權利要求1所述的機械臂位置粗精復合閉環(huán)控制方法，其特征在于在位置精控制機構中，平行滑移關節(jié)(1)的初始位置為內(nèi)螺桿(10)處于縮回狀態(tài)，兩個垂直滑移關節(jié)(2)的初始位置為滑動塊(9)處于螺桿的中間位置；當粗控制的機械臂依據(jù)被抓取物體的位置完成各個關節(jié)角的位移之后，位置精控制機構上的兩個CCD相機拍攝被抓取物體的圖像，并按照上述公式計算被抓取物體的質(zhì)心在測量坐標系中的坐標(x，y，z)(度量單位為mm)；假定3個滑移關節(jié)中螺桿的螺距都是L(mm)，則末端一個垂直滑移關節(jié)(2)需要轉(zhuǎn)動的角度為另一個垂直滑移關節(jié)(2)需要轉(zhuǎn)動的角度為平行滑移關節(jié)(1)需要轉(zhuǎn)動的角度為角度為正數(shù)表示電機正轉(zhuǎn)，角度為負數(shù)表示電機反轉(zhuǎn)。