[實用新型]一種仿人機械手電氣控制系統

有效

• 申請號: 201520528083.1
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN204772564U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 田園
• 申請（專利權）人: 田園
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00;B25J9/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種仿人機械手電氣控制系統，特別涉及一種用于抓取物體的仿人機械手電氣控制系統，屬于電氣工程領域。

背景技術

隨著機器人技術的不斷進步，作為機器人與環境相互作用的最后環節和執行部件，末端執行器即仿人機械手對于機器人智能化水平和作業水平的提高具有重要的意義，人們亟需制造出能夠像人手一樣靈活的機械手來代替人類去完成工作，特別是在水下級高危的環境中，仿人機械手正是為了適應這一需要而提出的發展目標。

傳統的單自由度末端夾持器結構簡單，控制方便，對于實現負荷的大范圍運動作業十分有效，但是在抓取的穩定性、靈活性及完成復雜作業等方面存在嚴重的不足，主要是因為沒有感應系統控制機械手的抓握松緊度，這在很大程度上制約了機器人作業水平的進一步提高。在這種情況下，如果能夠開發帶有感應系統可控制機械手抓握力的電氣系統從而使機械手的抓握更靈活，對于機器人技術的發展將有很大的促進作用。鑒于此,一種仿人機械手電氣控制系統是業內的急需。

發明內容

本發明涉及一種仿人機械手電氣控制系統，提出了針對機械手運動控制系統的設計方案，重點放在了控制系統的構成和設計方面。系統以STC15F204EA單片機為控制核心，通過位移及力矩傳感器采集檢測機械手對被抓物體的夾緊力的大小，反饋給單片機運算得出機械手指運動位移量并發出指令給驅動器,帶動微電機運轉,實現機械手的物體準確抓握。本發明的優點和效果在于設計的控制系統響應速度快、誤差小，機械手的位置定位良好，滿足了對物體抓握的精確度與平穩性的要求。

附圖說明

圖1是本發明仿人機械手控制系統結構示意圖；

圖2是圖1中信號采集電路工作原理圖；

圖3是圖1中直流電機驅動電路工作原理圖。

具體實施方式

實施例1.參閱圖1、圖2、圖3，本發明所涉及的一種仿人機械手電氣控制系統，以STC15F204EA（101）單片機為控制核心，通過信號采集模塊（1）采集檢測機械手的運動位移量及對被抓物體的夾緊力的大小，轉化為相應的電壓信號，反饋給單片機運算得出機械手指運動位移量并發出指令給驅動器（201）,帶動微電機運轉,實現機械手對物體的良好抓握。

實施例2.參閱圖2,信號采集模塊（1）包括單片機STC15F204EA（101）、位移傳感器（102）、力矩傳感器（103）、測量電壓表（104）、電源及數據輸入控制線路，此信號采集電路的工作過程為傳感器檢測手指運動位移量和對被抓物體的夾緊力大小的變化，通過滑動變阻器將此模擬信號傳遞給單片機STC15F204EA（101）的P1端口，P1.6和P1.7兩個端口為位移傳感器AD采樣輸入端口，其中P1.6端口作為采樣基準電壓,P1.7端口作為位移傳感器（102）采樣輸入；P1．4和P1．5兩個端口為力矩傳感器（103）AD采樣輸入端口,其中P1．4端口作為采樣基準電壓,P1．5端口作為力矩傳感器（103）采樣輸入；所選用單片機STC15F204EA（101）自帶8路高速A/D轉換功能，無需在系統再搭建模數轉換電路，安裝一塊電壓表（104）可直觀的讀到電壓值，對比采集到的電壓信號和基準電壓值是否一致；VCC和GND分別接電源和地線，以實現給單片機STC15F204EA（101）工作供電；并聯兩個電容器具有儲能作用，以便單片機掉電后提供短時持續電能，以便完成數據存儲。

實施例3.參閱圖3,采用的單片機STC15F204EA（101）可以控制驅動器L293(201)驅動兩臺微電機，驅動系統（2）選擇的驅動器L293（201）是ST公司生產的一種高電壓、小電流電機驅動芯片，該芯片可以驅動兩臺直流電機，PWM信號端P1控制電機M1速度，PWM信號端P2控制電機M2速度;具體的工作過程是驅動器L293（201）引腳P1、P2可用于接收單片機P3.0端口和P3.2端口輸出的PWM脈寬調制信號以實現對電機進行調速控制;實現電機正反轉是通過驅動器L293（201）的D1和D2兩個端口控制的，D1端口接收單片機P3.1端口發出的高電平信號，電機M1正轉，如果接收到低電平信號，電機就反轉;驅動器L293（201）控制另一臺電機M2是同樣的方式，D2端口接收單片機P3.3端口發出的高電平信號，電機M2正轉，反之則反轉，驅動器L293（201）輸入端5V電壓為邏輯信號控制電壓,輸出端的5V-36V電壓用于電機驅動電壓。