[實用新型]一種機器人手爪模組運動控制系統

有效

• 申請號: 201821650153.0
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN208841415U
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 姜軍;梁斌;劉厚德;梁論飛;朱曉俊;王學謙;高學海
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

一種機器人手爪模組運動控制系統，包括電源模塊、主控模塊、CAN通訊模塊、手爪模組電機主驅動模塊以及手爪電機，電源模塊連接主控模塊、CAN通訊模塊和手爪模組電機主驅動模塊，CAN通訊模塊連接主控模塊，將上位機指令發送給主控模塊，主控模塊連接手爪模組電機主驅動模塊，手爪模組電機主驅動模塊包括第一驅動單元和第二驅動單元，第一驅動單元用于執行對手抓電機的步進角度進行相對低細分、并進行相對大電流輸出驅動的第一驅動模式，第二驅動單元用于執行對手抓電機的步進角度進行相對高細分、并進行相對小電流輸出驅動的第二驅動模式。本實用新型能夠根據場景選擇最佳的驅動模式來實現類人手爪取物體動作，從而適配不同的應用場景。

技術領域

本實用新型涉及一種機器人手爪模組運動控制系統。

背景技術

隨著工業自動化的蓬勃發展，工業機器人呈現出各式各樣的產品類型。傳統工業機器人末端工具只是實現對物體的單一抓取，機器人末端工具要實現類人手爪取物體動作，需要設計相應的手爪模組以及手爪模組運動控制系統。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于克服現有技術的不足，提供一種能夠實現類人手爪取物體動作的機器人手爪模組運動控制系統。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種機器人手爪模組運動控制系統，包括電源模塊、主控模塊、CAN通訊模塊、手爪模組電機主驅動模塊以及手爪電機，所述電源模塊連接所述主控模塊、所述CAN通訊模塊和所述手爪模組電機主驅動模塊，用于供給所需的電能，所述CAN通訊模塊連接所述主控模塊，用于接收上位機指令并將指令發送給所述主控模塊以執行運動控制任務，所述主控模塊連接所述手爪模組電機主驅動模塊，所述手爪模組電機主驅動模塊連接所述手抓電機，所述手爪模組電機主驅動模塊包括在所述主控模塊的控制下切換執行不同驅動模式的第一驅動單元和第二驅動單元，所述第一驅動單元用于執行對所述手抓電機的步進角度進行相對低細分、并進行相對大電流輸出驅動的第一驅動模式，所述第二驅動單元用于執行對所述手抓電機的步進角度進行相對高細分、并進行相對小電流輸出驅動的第二驅動模式。

進一步地：

所述主控模塊執行上位機發送過來的控制指令，選擇使能不同的驅動芯片來執行相應的驅動模式，通過所述主控模塊的IO配置和CLK脈沖來配置電機參數，設置運動角度，調節電機速度，以及控制電機正反轉，以此控制手爪抓取閥門的快慢和手爪打開與閉合動作。

所述手抓電機連接的機器人末端手爪采用三指連桿結構，通過所述手爪模組電機主驅動模塊控制所述手爪電機運行，帶動機器人末端手爪進行類人手指運動，從而實現對物體的抓取和放置。

所述手抓電機采用2相4線1.8度24V的渦桿步進電機來實現驅動動作。

所述主控模塊采用的MCU芯片為ARM內核。

所述電源模塊包括24V電源、24V降壓5V轉換模塊以及5V降壓3.3V轉換模塊，所述24V降壓5V轉換模塊為DCDC模塊，所述5V降壓3.3V轉換模塊為LDO低壓差線性穩壓器模塊。

所述CAN通訊模塊通過CAN收發控制器芯片來實現CAN協議和物理總線間的差分傳輸，通過終端匹配電阻使CAN通訊達到在預定波特率下的傳輸距離。

所述第一驅動模式將所述手抓電機的運轉細分成最低1/16個步進角度，所述第二驅動模式將所述手抓電機的運轉細分成最低1/256個步進角度。

通過共同的VREF端電壓設置電路設置所述第一驅動單元和所述第二驅動單元的VREF端的電壓以獲得各自的輸出電流值，其中VREF端電壓設置電路按照與VREF端的電壓的如下關系建立包括R_NF、R20、R11、R13、R12、R14電阻在內的電阻網絡，：