[實用新型]帶壓力反饋的模擬機器手

有效

• 申請號: 201520782909.7
• 申請日: 2015-10-10
• 公開（公告）號: CN205111841U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 朱軍濤;張家祥;陳志紅;謝丹;郭永敏;侯曉龍
• 申請（專利權）人: 郭永敏;朱軍濤;張家祥;陳志紅;謝丹;郭永敏;侯曉龍
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種帶壓力反饋的模擬機器手，屬于自動化設備應用領域。

背景技術

模擬機器手在現在社會的使用越來越廣泛，但是現在很多機器手臂無法實現帶觸感的控制，機器人手爪難以穩定地保持較重或較長的物體，在工業領域中用于抓握物體的機器人可能由于滑落物體而引發事故。

為此，設計一種帶壓力反饋的模擬機器手，提供控制單元，其被配置為在抓握物體時，利用手臂端部間的垂直和水平距離以及由傳感器單元測量的垂直分力，確定物體重心是否位于手臂端部間的中心位置，可以產生身臨其境的感覺，并且能始終保持抓持物的平衡。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種帶壓力反饋的模擬機器手。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種帶壓力反饋的模擬機器手，包括：機器手臂、壓力傳感器、位移傳感器、光電碼盤、RS485總線、微處理器、伺服電機、電機啟動器、電源、計數器，其特征在于：信息采集模塊包括壓力傳感器、位移傳感器和光電碼盤，控制模塊為微處理器，壓力調節模塊為RS485總線、伺服電機和電機啟動器，計數模塊為計數器，供電模塊為電源；帶壓力反饋的模擬機器手有兩個機器手臂，分別為上接觸部和下接觸部，上接觸部和下接觸部在所述兩個機器手臂各自的端部，在抓握物體時，所述上接觸部和所述下接觸部與所述物體的頂部和底部接觸，且所述上接觸部和所述下接觸部形成具有預定半徑的半球形；信息采集模塊的壓力傳感器、位移傳感器分別安裝在所述上接觸部和所述下接觸部上，位移傳感器為有三個自由度的光電碼盤；微處理器為控制單元連接著信息采集模塊的壓力傳感器、位移傳感器、電機啟動器和計數器，電機啟動器和伺服電機相連；微處理器和電機啟動器以及電機啟動器和伺服電機都是通過RS485總線相連，當夾持物體時，信息采集模塊能夠測量出物體重力和夾持位置，反饋給控制模塊，控制模塊可以在控制端模擬出重物阻力轉矩作用于人手，使人產生身臨其境的感覺，從而能夠通過電機啟動器和伺服電機及時調節夾持位置和施加的壓力。

本實用新型的有益效果是：使用帶壓力反饋的控制方式，產生身臨其境的感覺，提供控制單元，其被配置為在抓握物體時，利用手臂端部間的垂直和水平距離以及由傳感器單元測量的垂直分力，確定物體重心是否位于手臂端部間的中心位置，能始終保持抓持物的平衡。

附圖說明

圖1為帶壓力反饋的模擬機器手功能示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型帶壓力反饋的模擬機器手作進一步說明。

圖1中，1—機器手臂、2—壓力傳感器、3—位移傳感器、4—光電碼盤、5—微處理器、6—計數器、7—電機啟動器、8—伺服電機、9—RS485總線、10—電源。

帶壓力反饋的模擬機器手有兩個機器手臂1，分別為上接觸部和下接觸部，布置在所述兩個機器手臂1各自的端部，其在抓握物體時，所述上接觸部和所述下接觸部與所述物體的頂部和底部接觸，且所述上接觸部和所述下接觸部形成具有預定半徑的半球形。在抓握所述物體時，壓力傳感器2可以測量施加至所述上接觸部或者所述下接觸部的垂直力或者水平力。位移傳感器3使用三個自由度的光電碼盤4，通過三路脈沖檢測三個方向位移。微處理器5可以通過信息采集模塊發來的數據確定物體的重心是否位于所述手臂的端部之間的中心位置，并通過RS485總線9發送命令到電機啟動器7驅動伺服電機8，產生阻力轉矩作用于人手，使人產生身臨其境的感覺，從而能顧及時調節夾持位置和施加的壓力。計數器6有計數作用，電源10給機器手臂1工作提供電能。

帶壓力反饋的模擬機器手有兩個機器手臂1，壓力傳感器2、位移傳感器3、光電碼盤4、微處理器5、計數器6、電機啟動器7、伺服電機8、RS485總線9、電源10均位于兩個機器手臂1內部。機器手臂1的上接觸部和下接觸部布置在手臂各自的端部，信息采集模塊的壓力傳感器2、位移傳感器3安裝在所述上接觸部和所述下接觸部上。位移傳感器3為有三個自由度的光電碼盤4。微處理器5為控制單元，連接著信息采集模塊的壓力傳感器2、位移傳感器3，以及電機啟動器7和計數器6。電機啟動器7和伺服電機8相連。微處理器8和電機啟動器7以及電機啟動器7和伺服電機8都是通過RS485總線9相連。

用戶使用帶壓力反饋的模擬機器手夾持物體時，壓力傳感器2和位移傳感器3能夠測量出物體重力和夾持位置，反饋給微處理器5，微處理器5可以在控制端模擬出重物阻力轉矩作用于人手，使人產生身臨其境的感覺，從而能夠通過電機啟動器7和伺服電機8及時調節夾持位置和施加的壓力。

本實用新型提供了一種新型帶壓力反饋的模擬機器手，設計合理，通信方便、具有操作簡單、實用性強等優點，不僅克服了現在很多機器手臂無法實現帶觸感的控制的問題，還克服了現有機器人手爪難以穩定地保持較重或較長物體的問題，本裝置市場潛力大，可以在市場上進行推廣。