机器人智能机械手及其控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械电子领域，特别涉及一种机器人智能机械手及其控制系统。
【背景技术】
[0002]机器人是现在热门研究之一，在机器人上有一机械手，常规的机械手不具备智能特征，不能对目标物位置作相应检测判断，因此在抓取目标物体时常常出现抓空、抓歪等现象，不能稳定抓取目标物体。
【实用新型内容】
[0003]实用新型目的:本实用新型提供了一种机器人智能机械手及其控制系统，以解决现有技术中机器人的机械手在抓取目标物体时常常出现抓空、抓歪，不能稳定抓取目标物体的问题。
[0004]技术方案:为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]—种机器人智能机械手，包括机器人平台，所述机器人平台上固定连接有两支相互对称的固定臂，每支固定臂上通过阻尼转轴连接有互相对称的活动臂，每支活动臂由若干个机械手臂单元组成，每个机械手臂单元之间均通过阻尼转轴相连接，每个机械手臂单元均由轻质臂杆、超声传感器和电磁线圈组成，所述轻质臂杆上设置有超声传感器，每个阻尼转轴和超声传感器之间的轻质臂杆上均缠绕有电磁线圈，两支固定臂上近阻尼转轴端上均缠绕有电磁线圈。
[0006]优选的，所述每支活动臂由3个机械手臂单元组成。
[0007]进一步的，所述每两个相邻的机械手臂单元保持为直线时，位于阻尼转轴两侧的两个电磁线圈之间呈30度夹角。
[0008]进一步的，所述固定臂伸出于机械人平台。
[0009]进一步的，所述轻质臂杆可沿着与其相连接的阻尼转轴自由转动。
[0010]进一步的，所述超声传感器为超声波测距传感器。
[0011 ] 一种机器人智能机械手控制系统，包括单片机、若干超声传感器、驱动电路和电磁线圈，其中，每个超声传感器与单片机相连接，单片机连接若干驱动电路，每组驱动电路连接一组电磁线圈，每个超声传感器对应有两组驱动电路，每组驱动电路对应一组电磁线圈。
[0012]优选的，所述超声传感器为6组，驱动电路和若干电磁线圈均为12组。
[0013]有益效果:本实用新型在机械手上增加了超声传感器，使其能够自动检测目标物体位置，根据电机转动原理，在轻质臂杆上增加了多个电感线圈，通过控制线圈电流大小和方向来改变相邻两个轻质臂杆夹角大小，从而控制机械手稳定抓取目标物体。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构示意图；
[0015]图2是本实用新型相邻两个轻质臂杆的结构示意图；
[0016]图3是本实用新型相邻两个电磁线圈L的结构示意图；
[0017]图4是图3的局部结构示意图；
[0018]图5是本实用新型抓取及释放目标物体的原理示意图；
[0019]图6是本实用新型抓取圆形目标物体的示意图；
[0020]图7是本实用新型抓取正八棱柱形目标物体的示意图；
[0021]图8是本实用新型的控制电路系统结构框图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本实用新型作更进一步的说明。
[0023]如图1-7所示，一种机器人智能机械手，其特征在于:包括机器人平台，所述机器人平台上固定连接有两支相互对称的固定臂J，每支固定臂J上通过阻尼转轴连接有互相对称的活动臂，每支活动臂由若干个机械手臂单元组成，每个机械手臂单元之间均通过阻尼转轴Μ相连接，每个机械手臂单元均由轻质臂杆Κ、超声传感器C和电磁线圈L组成，所述轻质臂杆Κ上设置有超声传感器C，每个阻尼转轴Μ和超声传感器C之间的轻质臂杆Κ上均缠绕有电磁线圈L，两支固定臂上近阻尼转轴端上均缠绕有电磁线圈L。
[0024]所述每支活动臂由3个机械手臂单元组成，通过设置各个线圈电流流向及电流大小来控制活动臂转动的方向及速度。通过超声传感器C来判断当前活动臂离目标物体的距离，调节对应线圈电流大小和方向，使6个活动臂移动并同时接触目标物体，然后抓起该目标物体。
[0025]所述每两个相邻的机械手臂单元保持为直线时，位于阻尼转轴Μ两侧的两个电磁线圈L之间呈30度夹角，在机械手臂单元上镶嵌有电磁线圈，并且互成约30度角，当线圈通电后，线圈两端出现两电极，根据同极相排斥，异极相吸引的原则，通过改变线圈电极方向，可让轻质臂杆Κ分别绕着阻尼转轴Μ顺时针或逆时针转动，从而控制机械手臂来抓取或释放目标物体；当电磁线圈L通电后，线圈两端出现两电极，根据同极相排斥，异极相吸引的原则，通过改变线圈电极方向。
[0026]所述固定臂J伸出于机器人平台13。
[0027]所述轻质臂杆Κ可沿着与其相连接的阻尼转轴Μ自由转动。
[0028]所述超声传感器为超声波测距传感器，超声传感器用来检测目标物离轻质臂杆的距离，以达到多个轻质臂杆同时抓取目标物的目的，这可有效防止在抓取过程中目标物体被姅倒。
[0029]如图1所示，一种机器人智能机械手，包括机器人平台13，所述机器人平台13上固定连接有两支相互对称的固定臂J1和J2，固定臂J1和J2上分别连接有活动臂，当每支活动臂由3个机械手臂单元组成时，即轻质臂杆Kl、Κ2、Κ3和固定臂J1依次通过阻尼转轴Ml、M2和M3相连接，固定臂J2和轻质臂杆Κ4、Κ5、Κ6依次通过阻尼转轴Μ4、Μ5和Μ6相连接；其中轻质臂杆Κ1、Κ2、Κ3、Κ4、Κ5和Κ6上分别设置有超声传感器Cl、C2、C3、C4、C5和C6 ;每个超声传感器C和与其相邻的阻尼转轴Μ之间的轻质臂杆Κ上均缠绕有电磁线圈L，其中，超声传感器C1和阻尼转轴Ml之间为电磁线圈L1，超声传感器C1和阻尼转轴Ml之间为电磁线圈L1，阻尼转轴Ml和超声传感器C2之间为L2，超声传感器C2和阻尼转轴M2之间为电磁线圈L3，阻尼转轴M2和超声传感器C3之间为电磁线圈L4，超声传感器C3和阻尼转轴M3之间为电磁线圈L5，固定臂J1上缠绕有电磁线圈L6 ;固定臂J2上缠绕有电磁线圈L7，阻尼转轴M4和超声传感器C4之间为电磁线圈L8，超声传感器C4和阻尼转轴M5之间为电磁线圈L9，阻尼转轴M5和超声传感器C5之间为电磁线圈L10，超声传感器C5和阻尼转轴M6之间为电磁线圈L11，阻尼转轴M6和超声传感器C6之间为电磁线圈L12。
[0030]如图5所示，当电磁线圈L1产生的N极与电磁线圈L2产生的S极距离最近时，此时线圈相吸引，轻质臂杆K1将绕着阻尼转轴Μ顺时针缓慢转动，实现抓取目标物体的动作；当线圈L1产生的Ν极与线圈L2产生的Ν极距离最近时，此时线圈相排斥，轻质臂杆Κ1将绕着阻尼转轴Μ逆时针缓慢转动，实现释放目标物体的动作。
[0031 ] 如图6所示，超声传感器Cl、C2、C3、C4、C5、C6实时检测当前该轻质臂杆离圆柱形目标物体的距离，如果轻质臂杆Κ1离圆柱较远，则调节电磁线圈L1、L2电流大小和方向，使轻质臂杆K1绕阻尼转轴Ml顺时针转动，使其离圆柱形目标物体的距离达到与其他轻质臂杆离圆柱距离相等。然后依此调节各个线圈电流大小及方向，控制各个轻质臂杆逐渐向中心收拢，并且各轻质臂杆始终离圆柱形目标物体的距离相等，最终各轻质臂杆同时接触圆柱形目标物体，并抓取圆柱形目标物体。
[0032]如图7所示，当被抓取的目标物体为正八棱柱形，其抓取方式与圆柱形目标物体抓取方式类似。超声传感器Cl、C2、C3、C4、C5、C6实时检测当前该机械手臂离正八棱柱形目标物体的距离，如果轻质臂杆K1离正八棱柱形较远，则调节电磁线圈Ll、L2电流大小和方向，使轻质臂杆K1绕阻尼转轴Ml顺时针转动，使其离正八棱柱形目标物体的距离达到与其他轻质臂杆离正八棱柱形距离相等。然后依此调节各个线圈电流大小及方向，控制各个轻质臂杆逐渐向中心收拢，并且各轻质臂杆始终离正八棱柱形目标物体的距离相等，最终各轻质臂杆同时接触正八棱柱形目标物体，并抓取正八棱柱形目标物体。
[0033]如图8所示，一种机器人智能机械手的控制系统，包括单片机、若干超声传感器、驱动电路和电磁线圈，其中，每个超声传感器与单片机相连接，单片机连接若干驱动电路，每组驱动电路连接一组电磁线圈，每个超声传感器对应有两组驱动电路，每组驱动电路对应一组电磁线圈。
[0034]所述超声传感器为6组，驱动电路和若干电磁线圈均为12组。
[0035]单片机实时采集各个超声传感器数据，然后计算分析，通过驱动电路来控制相应电磁线圈电流通断，最终使各个轻质臂杆动作。
[0036]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种机器人智能机械手，其特征在于:包括机器人平台，所述机器人平台上固定连接有两支相互对称的固定臂，每支固定臂上通过阻尼转轴连接有互相对称的活动臂，每支活动臂由若干个机械手臂单元组成，每个机械手臂单元之间均通过阻尼转轴相连接，每个机械手臂单元均由轻质臂杆、超声传感器和电磁线圈组成，所述轻质臂杆上设置有超声传感器，每个阻尼转轴和超声传感器之间的轻质臂杆上均缠绕有电磁线圈，两支固定臂上近阻尼转轴端上均缠绕有电磁线圈。2.根据权利要求1所述的机器人智能机械手，其特征在于:所述每支活动臂由3个机械手臂单元组成。3.根据权利要求1所述的机器人智能机械手，其特征在于:所述每两个相邻的机械手臂单元保持为直线时，位于阻尼转轴两侧的两个电磁线圈之间呈30度夹角。4.根据权利要求1所述的机器人智能机械手，其特征在于:所述固定臂伸出于机械人λΤΖΖλI 口 ο5.根据权利要求1所述的机器人智能机械手，其特征在于:所述轻质臂杆可沿着与其相连接的阻尼转轴自由转动。6.根据权利要求1所述的机器人智能机械手，其特征在于:所述超声传感器为超声波测距传感器。7.—种机器人智能机械手控制系统，其特征在于:包括单片机、若干超声传感器、驱动电路和电磁线圈，其中，每个超声传感器与单片机相连接，单片机连接若干驱动电路，每组驱动电路连接一组电磁线圈，每个超声传感器对应有两组驱动电路，每组驱动电路对应一组电磁线圈。8.根据权利要求7所述的机器人智能机械手控制系统，其特征在于:所述超声传感器为6组，驱动电路和若干电磁线圈均为12组。
【专利摘要】本实用新型公开了一种机器人智能机械手及其控制系统，包括机器人平台，所述机器人平台上固定连接有两支相互对称的固定臂，每支固定臂上通过阻尼转轴连接有互相对称的活动臂，每支活动臂由若干个机械手臂单元组成，每个机械手臂单元之间均通过阻尼转轴相连接，每个机械手臂单元均由轻质臂杆、超声传感器和电磁线圈组成，轻质臂杆上设置有超声传感器，每个阻尼转轴和超声传感器之间的轻质臂杆上均缠绕有电磁线圈，两支固定臂上近阻尼转轴端上均缠绕有电磁线圈；本实用新型在机械手上增加超声波传感器，能够自动检测目标物位置，在轻质臂杆上增加了电感线圈，通过控制线圈电流大小和方向来改变相邻两个轻质臂杆夹角大小，控制机械手稳定抓取目标物。
【IPC分类】B25J13/08, B25J15/00
【公开号】CN204954843
【申请号】CN201520708612
【发明人】郁汉琪, 曾宪阳, 杨红莉
【申请人】南京工程学院
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月14日