[發明專利]智能化多手指協同機械手系統

在審

• 申請號: 201911341817.4
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN110962152A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 余勝東
• 申請（專利權）人: 溫州職業技術學院
• 主分類號: B25J15/06
• 分類號: B25J15/06;B23P19/00;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明所公開的一種智能化多手指協同機械手系統，包括底座板，底座板的一側面固定有一固定板，且固定板的兩側分別安裝有同步拿取多個工件的機械手機構；機械手機構由若干根導向桿、多個并排設置的滑動塊、電動推桿和平行四邊形伸縮機構，電動推桿驅動平行四邊形伸縮機構伸長后，促使多個并排設置的滑動塊呈等間距分開，且固定板側部與臨近固定板側部的滑動塊之間的分開間距與各滑動塊之間的分開間距相等。其結構提升產品組裝效率，滿足客戶工期要求。

技術領域

本發明涉及一種機械手裝置技術領域，尤其是一種智能化多手指協同機械手系統。

背景技術

在流水線上的零件自動組裝設備中，其一般設置有振動上料盤、多個組裝工位和多套組裝用機械手，但是一般對零件進行自動組裝時采用僅可以單獨拿取一個零件的機械手進行從震動上料盤上或其它上料機構上拿取一個零件后輸送至零件組裝工作上進行組裝，然而這種高速流水線的工作方式對系統的穩定性和魯棒性提出了非常高的要求，需要對控制的設計進行深入考究，以提高機械手系統的工作效率。

傳統的控制器多為PID控制器，PID控制器又叫做比例積分微分控制，是最早發展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、魯棒性好和可靠性高，被廣泛應用于工業過程控制，至今仍有90％左右的控制回路具有PID結構。但由于實際對象通常具有非線性、時變不確定性、強干擾等特性，應用常規PID控制器難以達到理想的控制效果；在生產現場，由于參數整定方法繁雜，常規PID控制器參數往往整定不良、性能欠佳。這些因素使得PID控制在復雜系統和高性能要求系統中的應用受到了限制。可以參考：王勇.非線性PID控制的研究[D].南京理工大學，2000。

在機械手的機械結構中由于零部件眾多，隨著長時間的反復運動與摩擦，導致系統的特性發生巨大改變，這時，PID控制器參數已經不適應改變了的系統模型了，從而導致控制性能的降低。為此，需要基于機械手的系統模型，開發更具魯棒性的控制器。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術的不足而設計的一種提升機械手綜合性能，滿足客戶工期要求的智能化多手指協同機械手系統。

本發明所設計的一種智能化多手指協同機械手系統，包括底座板，底座板的一側面固定有一固定板，且固定板的兩側分別安裝有同步拿取多個工件的機械手機構；機械手機構包括若干根導向桿和多個并排設置的滑動塊，底座板一側面的端部固定有固定塊，且固定板的側部與固定塊之間存有間距，導向桿的兩端分別與固定塊的側面和固定板的側部固定；多個并排設置的滑動塊具有相互對應設置導向孔若干，滑動塊通過導向孔套于導向桿上，并在導向桿上導向滑移；固定板的兩端底部和多個滑動塊的底部均固定有升降機構，升降機構的升降部件上固定有吸附式機械手；底座板的一側面還固定有電動推桿，電動推桿的活塞桿端部與一個滑動塊固定相連；滑動塊的側面設置有平行四邊形伸縮機構，平行四邊形伸縮機構中的一端部伸縮節點與固定板的一側鉸鏈式連接，其余伸縮節點分別與各滑動塊側面鉸鏈式連接，電動推桿驅動平行四邊形伸縮機構伸長后，促使多個并排設置的滑動塊呈等間距分開，且固定板側部與臨近固定板側部的滑動塊之間的分開間距與各滑動塊之間的分開間距相等。

底座板的一側面固定有激光位移傳感器，激光位移傳感器與一滑動塊上的擋板相對應。激光位移傳感器發射出的激光束照射到滑動塊上的擋板表面，從而實時采集滑動塊的實際位移x。激光位移傳感器和電動推桿構成閉環控制，使得實際位移x能夠精確跟蹤期望位移x_d。

基于動態誤差和未知量估計的智能控制器(簡稱MC控制器)。

首先根據牛頓拉格朗日方法建立系統的動力學方程：

上式中，x為實際位移，c為柯氏力或離心力系數，m為質量，G(x)為重力，內部摩擦力，τ_d為擾動力，τ為電機的驅動力。

定義未知量：則系統的動力學方程將等價變換為：