[發明專利]一種采用了圓筒式彈性驅動器的采摘機器人的控制系統

在審

• 申請號: 201811089611.2
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN108858210A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 史穎剛;劉利;王勇;陳昊;翟勝杭;李昕宇;高研;王云飛
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J9/08;B25J9/12;A01D46/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種采用了圓筒式彈性驅動器的采摘機器人的控制系統，其特征在于，包括視覺識別模塊、上位機控制模塊和多個圓筒式彈性驅動器模塊，所述視覺識別模塊和各圓筒式彈性驅動器模塊分別與所述上位機控制模塊連接，所述圓筒式彈性驅動器模塊設置在采摘機器人的相應關節處；所述視覺識別模塊，用來獲取采摘機器人所處的環境信息；所述上位機控制模塊，根據所述視覺識別模塊傳送來的信息發出相應指令給相應的圓筒式彈性驅動器模塊；所述圓筒式彈性驅動器模塊，接收并執行所述上位機控制模塊的指令。本發明構建了圓筒式彈性驅動器的控制系統，對彈性驅動器的控制和應用進行了深入地、具體地研究和實踐。

技術領域

本發明屬于農業服務機器人技術領域，具體涉及一種采用了圓筒式彈性驅動器的采摘機器人的控制系統。

背景技術

彈性驅動器作為一種新型的驅動器，一直受到國內外高校和研究所的關注，主要應用于需要柔順性或彈性的機器人機構中。如在單足跳躍機器人機構，人體關節醫療輔助機構，雙足步行機器人，外骨骼服，人體上肢機構等中的應用。它相當于在力輸出端與負載之間加入彈簧作為力矩的傳遞機構，它可以單獨承受動力源驅動力和負載反作用力，其所具有的高力保真度和低阻抗特性，使得它在人機交互環境中具有良好的應用前景。而現有的對彈性驅動器的控制往往是通過犧牲速度控制精確度以換取物理性人機交互的安全性，較大地限制了彈性驅動器的應用場景。為了對彈性驅動器的控制和應用進行深入地、具體地研究，設計了一種采用了圓筒式彈性驅動器的采摘機器人的控制系統，構建了圓筒式彈性驅動器的控制系統，完成力與速度的精確控制。

發明內容

本發明設計了一種采用了圓筒式彈性驅動器的采摘機器人的控制系統，實用性強，便于推廣，對彈性驅動器的控制和應用進行深入地、具體地研究，解決了現有技術中的驅動器難以根據復雜的環境，準確快速的對姿態動作做出相應調整的問題。

為了實現上述目的、解決上述技術問題，本發明采用了以下技術方案：

一種采用了圓筒式彈性驅動器的采摘機器人的控制系統，包括視覺識別模塊、上位機控制模塊和多個圓筒式彈性驅動器模塊，所述視覺識別模塊和各圓筒式彈性驅動器模塊分別與所述上位機控制模塊連接，所述圓筒式彈性驅動器模塊設置在采摘機器人的相應關節處；

所述視覺識別模塊，用來獲取采摘機器人所處的環境信息；

所述上位機控制模塊，根據所述視覺識別模塊傳送來的信息計算出相應圓筒式彈性驅動器模塊中驅動電機的轉向、轉動角度并調用預先存入的調試好的相應驅動電機的轉速信息，發出指令給相應的圓筒式彈性驅動器模塊；

所述圓筒式彈性驅動器模塊，接收并執行所述上位機控制模塊的指令。

進一步，所述圓筒式彈性驅動器模塊包括電機驅動器、驅動電機和圓筒式彈性驅動器，所述圓筒式彈性驅動器的輸入端通過諧波減速器和所述驅動電機連接，所述圓筒式彈性驅動器的輸出端和相應負載連接；所述負載是采摘機器人的轉動臂桿或末端采摘執行器。

進一步，所述圓筒式彈性驅動器包括輸入圓盤和輸出圓筒，所述輸入圓盤包括下輸入圓盤和上輸入圓盤，所述下輸入圓盤一端的連接軸穿過所述輸出圓筒與所述上輸入圓盤固定連接；所述上輸入圓盤上對稱地設置有一對凸塊，所述輸出圓筒的一端對稱地設置有一對擋塊，所述凸塊與所述擋塊相間布置，且相鄰的凸塊和擋塊之間設置有彈性元件，所述下輸入圓盤與所述輸出圓筒之間設置有軸承；所述下輸入圓盤通過相對應諧波減速器和相對應驅動電機連接，所述輸出圓筒與相應負載連接。

進一步，所述彈性元件是柱形壓縮彈簧；所述柱形壓縮彈簧垂直安裝在相對應擋塊和凸塊之間，且相鄰的柱形壓縮彈簧互呈90°設置。

進一步，所述擋塊和所述凸塊與所述柱形壓縮彈簧配合的工作面上均設置有限位凹槽。