[發(fā)明專利]一種機(jī)械臂真空吸附系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011376050.1
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112571444A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉振;武帥;丁亮;于振中;金馬;洪偉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈工大機(jī)器人（合肥）國際創(chuàng)新研究院
• 主分類號: B25J15/06
• 分類號: B25J15/06;B25J9/16
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種機(jī)械臂真空吸附系統(tǒng)，其特征在于，包括吸盤、換向閥、真空泵、流量傳感器、壓力傳感器、控制板、外部中央控制器、機(jī)械臂以及圖像檢測設(shè)備，所述控制板與外部中央控制器連接，外部中央控制器分別與機(jī)械臂以及圖像檢測設(shè)備連接，控制板的采集端口分別與流量傳感器以及壓力傳感器連接，控制板的一個IO端口與換向閥連接，控制板的又一個IO端口與真空泵連接，所述吸盤、換向閥以及真空泵順次通過氣路連通，流量傳感器以及壓力傳感器均置于真空泵所在氣路中，電源給整個系統(tǒng)供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械臂真空吸附系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像檢測設(shè)備為相機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械臂真空吸附系統(tǒng)，其特征在于，所述控制板接收流量傳感器、壓力傳感器的數(shù)據(jù)，使用PWM波方式控制真空泵的輸入電壓和功率，進(jìn)而控制真空泵的輸出壓力和流量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械臂真空吸附系統(tǒng)，其特征在于，所述控制板通過IO端口發(fā)送邏輯高低電平，控制換向閥換向，進(jìn)而控制切換吸盤的吸氣和吹氣狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械臂真空吸附系統(tǒng)，其特征在于，所述真空泵有兩個氣路接口，分別為吸氣接口和吹氣接口，吸氣接口接換向閥的一路進(jìn)氣口上，吹氣接口接換向閥的另一路進(jìn)氣口上，換向閥的出氣口與吸盤連接，通過控制換向閥的出氣口與其中一路進(jìn)氣口連通，圖像檢測設(shè)備檢測到物體位置，反饋給外部中央控制器，外部中央控制器控制機(jī)械臂攜帶真空吸附系統(tǒng)移動到物體上方，外部中央控制器給控制板下發(fā)指令，控制板啟動真空泵，并控制換向閥切換到吸氣通道，吸盤吸取物體；壓力傳感器、流量傳感器將氣路壓力和流量反饋給控制板，吸取時，若控制板檢測到壓力降低且流量下降到預(yù)設(shè)值，判斷吸到物體，控制板給外部中央控制器反饋指令，外部中央控制器控制機(jī)械臂運(yùn)動到物體放置位置，進(jìn)行放置操作；若控制板檢測到流量值始終超過預(yù)設(shè)值，說明吸盤與物品沒有完全貼合，控制板給外部中央控制器反饋指令重新吸取，放置時，控制板控制換向閥切換到吹氣通道，控制真空泵吹氣，檢測到壓力傳感器反饋壓力為常壓或高于常壓，判斷已將物體放置，控制板關(guān)閉真空泵，然后控制板給外部中央控制器反饋指令，進(jìn)入下一個工作循環(huán)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械臂真空吸附系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于指示系統(tǒng)工作狀態(tài)的指示燈，所述指示燈與控制板連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械臂真空吸附系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)以及下發(fā)操作指令的操作面板，所述操作面板與控制板連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種機(jī)械臂真空吸附系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括智能控制模式以及固定輸出模式，所述固定輸出模式采用操作面板預(yù)先設(shè)定的系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行控制，所述智能控制模式是控制板實(shí)時接收壓力和流量數(shù)據(jù)，實(shí)時控制系統(tǒng)的壓力和流量，模式選擇以及參數(shù)設(shè)定均通過外部中央控制器預(yù)置程序?qū)崿F(xiàn)或者直接通過操作面板設(shè)定。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種機(jī)械臂真空吸附系統(tǒng)，其特征在于，所述操作面板上設(shè)有機(jī)械臂聯(lián)動開關(guān)，按住機(jī)械臂聯(lián)動開關(guān)，開關(guān)信號由控制板反饋到外部中央控制器，打開機(jī)械臂的拖動示教功能，對整體機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行拖動示教。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種機(jī)械臂真空吸附系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，圖像檢測設(shè)備檢測到物體位置，反饋給外部中央控制器，外部中央控制器控制機(jī)械臂攜帶真空吸附系統(tǒng)移動到物體上方，外部中央控制器給控制板下發(fā)指令，控制板啟動真空泵，并控制換向閥切換到吸氣通道，吸盤吸取物體；

壓力傳感器、流量傳感器將氣路壓力和流量反饋給控制板，吸取時，若控制板檢測到壓力降低且流量下降到預(yù)設(shè)值，判斷吸到物體，控制板給外部中央控制器反饋指令，外部中央控制器控制機(jī)械臂運(yùn)動到物體放置位置，進(jìn)行放置操作；

若控制板檢測到流量值始終超過預(yù)設(shè)值，說明吸盤與物品沒有完全貼合，控制板給外部中央控制器反饋指令重新吸取，放置時，控制板控制換向閥切換到吹氣通道，控制真空泵吹氣，檢測到壓力傳感器反饋壓力為常壓或高于常壓，判斷已將物體放置，控制板關(guān)閉真空泵，然后控制板給外部中央控制器反饋指令，進(jìn)入下一個工作循環(huán)。