一种智能助力机械手系统的制作方法_2

文档序号:8722659阅读:来源:国知局
,可靠性高。整体系统架构合理、紧凑、投资少、便于实施。在现场条件要求苛刻的前提下,定位精度高,定位精度可达I毫米,提高装配质量,确保装配过程的流畅;有效减少人为碰撞,降低现场人工劳动强度,节约工时,有效提高作业效率。
[0018]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0019]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解。
[0020]图1是本实用新型结构连接示意图;
[0021]图2是手柄控制器电源部分电气原理图;
[0022]图3是位移传感器外围电路电气原理图;
[0023]图4是拉力传感器外围电路电气原理图;
[0024]图5是机械手部分结构示意图;
[0025]图6是图5操作手柄局部放大示意图;
[0026]其中:101.主控制器,102.伺服控制器,103.手柄控制器,104.编码器,105.伺服电机,106.设定按钮,107.光电开关,108.拉力放大器,109.位移放大器,110.数字加速度计,111.显示屏,112.提升机构,113.拉力传感器,114.位移传感器,703.减速机,704.卷扬机,705.操作手柄。
【具体实施方式】
[0027]下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。下面结合附图进一步说明;
[0028]图1至图6中,提供了一种智能助力机械手系统,它包括机架上设置的机械手部分和与其连接的机械手控制部分,所述机械手部分包括伺服电机105和与伺服电机105连接的的提升机构112,所述的提升机构112包括减速机703,与减速机703连接的卷扬机704,所述卷扬机704通过钢丝绳与操作手柄705连接,所述操作手柄705自上而下包括与钢丝绳连接的拉力传感器113,与拉力传感器113连接的手柄轴,所述手柄轴侧壁套接手柄套,下端连接承重端,所述手柄套上安装设定按钮106,所述手柄套内壁与手柄轴之间设置光电开关107,位移传感器114,数字加速度计110 ;所述机械手控制部分包括主控制器101以及通过CAN总线连接的手柄控制器103和伺服控制器102,所述伺服控制器102分别与所述伺服电机105和设置在伺服电机轴头的编码器104连接,所述手柄控制器103包括电源,与电源连接的单片机和与所述单片机连接的位移传感器外围电路,拉力传感器外围电路,所述设定按钮、光电开关、数字加速度计分别与手柄控制器连接,所述拉力传感器、位移传感器分别通过拉力放大器108和位移放大器109与手柄控制器的位移传感器外围电路,拉力传感器外围电路电连接。
[0029]图2中,电源有多种方案均可实施,本实用新型的电源包括外部输入VCC24V,与VCC24V电源连接的电压转换芯片IC4,IC6,所述IC6输出VCC20V电压,所述电压转换芯片IC4正负输出端跨接滤波电容C801,C802输出VCC_5V电压,所述IC4正负输出端还与电压转换芯片IC5正负输入端连接,电容C803跨接IC5正负输入端,所述IC5正负输出端跨接电容C804,C805输出VCC_3.3V电压,电压转换芯片IC4、IC5、IC6共地连接。
[0030]对于图3,本实用新型的位移传感器外围电路包括芯片IC1,所述ICl的引脚VS+与电源VCC20V连接,引脚EXCl和引脚BIN-连接后与位移传感器的原边B端以及电阻R416一端连接,引脚EXC2和引脚BIN+连接后与位移传感器的原边A端以及电阻R415 —端连接,引脚LEVl和LEV2通过电阻R401连接,引脚FREQl和FREQ2通过电容C401连接,引脚BFILTl和BFILT2通过C402连接,引脚AFILTl和AFILT2通过电容C403连接,引脚ACOWP-和ACOffP+分别与电阻R415另一端以及电阻R416另一端连接,电容C406支路,电阻R406与R407串联支路分别跨接在电阻R415、R416另一端之间,引脚AIN+、AIN_分别与位移传感器的副边a端和b端连接,引脚AIN-通过电阻R405,ACOffP-通过电阻R408,OFFl通过电阻R402,0FF2通过电阻R403以及引脚VS-共地连接,引脚SIGOUT通过电阻R404和电容C405并联支路与引脚FEEDBACK连接,引脚FEEDBACK通过电容C404与引脚0UTFILT连接,引脚SIGOUT通过电阻R413与运算放大器正输入端连接,运算放大器正输入端通过R414和C412并联支路接地,电源VCC20V与电容C407、C409、R409 —端连接,C407另一端与R409另一端连接后再与 C408、C410、R410 一端以及 ICl 引脚 SIGREF 连接,C408、C409、C410、R410 另一端共地连接,ICl引脚SIGREF通过R411与C411、R412 —端以及运算放大器负输入端连接,电容C411,电阻R412另一端与运算放大器输出端连接,运算放大器输出端与手柄控制器连接。
[0031]图4所述拉力传感器外围电路包括芯片IC2,所述芯片IC2引脚Rg-通过电阻R420与R421串联支路与引脚Rg+连接,引脚Vs+与电源VCC_5V连接,引脚REF与电容C416 一端、电阻R425 —端、滑动变阻器R426 —固定端、滑动输入端连接,滑动变阻器R426另一固定端与电阻R427 —端连接,电阻R425另一端与电源VCC_5V连接,电源VCC_5V与C415、R417、R418 —端连接,R417另一端分别与R419 —端、电容C412 —端、电阻R423 —端以及拉力传感器输入端Sig-连接,R418另一端与电容C412另一端、电阻R424 —端、电阻R422 —端以及拉力传感器输入端Sig+连接,R419另一端与电容C414 一端以及IC2放大器负输入端连接,电阻R422另一端与电容C413 —端以及IC2放大器正输入端连接,芯片IC2放大器引脚Vs-、电容C414另一端、电容C413另一端、电阻R424另一端、电阻R423另一端、电容C415另一端、R427另一端、C416另一端共地连接。
[0032]图5是机械手部分结构示意图;主要由伺服电动机105,减速器703,编码器104,卷扬机704,钢丝绳组成。伺服电动机105与减速器703固联,卷扬机105与减速器703输出轴联接,钢丝绳缠绕在卷扬机704上,伺服电动机105通过减速器703,驱动卷扬机704旋转,实现连接于钢丝绳的工件负载沿竖直方向升降运动控制。编码器104与电机同轴连接,测量电机的转速作为系统的反馈。为防止断电时因负载的重力作用反向驱动卷扬机704转动,减速器703选用蜗轮蜗杆减速器,起到自锁保护作用。机械手控制部分的主控制器101与手柄控制器103及伺服驱动器102全部采用CAN总线通讯,成本低,可靠性高。作为操作手柄705局部放大示意图6 ;用光电开关107产生开关控制信号,结合设定按钮状态,通过位移传感器114、数字加速度计110、拉力传感器113分别实现对机械手部分的速度信号,加速度信号,工件重量参数采集,手柄控制器103通过CAN总线从主控制器获取工件的当前实际速度、移动距离以及报警信息,直接更新显示屏111显示菜单界面,实现操作信息全方位反馈。手柄控制器103依据操作员的设定意图计算出相对的控制参数。显示屏111可以为触摸屏,通过设置触摸屏菜单的参数设定界面亦可以设定控制参数。实现设定按钮106的多元
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