一种机械手及机械手控制系统的制作方法

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种机械手及机械手控制系统。

背景技术：

机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，机械手在运行的时候需要接受机械手控制系统的控制，机械手控制系统包括电源模块、文雅模块、单片机、机械臂驱动模块、机械臂和机械手，现有的机械手控制系统中的电源模块和单片机之间缺少过电压检测模块，当电源模块输出的电压过大时，容易造成机械手和机械臂驱动模块发生损坏，且机械手在对应的机械臂上安装不便。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种机械手及机械手控制系统。

本发明提出的一种机械手，包括机械手本体、位于机械手本体上方的机械臂和安装在机械手本体顶部的安装块，所述安装块的顶部开设有第一放置槽，所述第一放置槽的两侧内壁上开设有十字型卡槽，且第一放置槽的另外两侧内壁上开设有顶部设置开口的导向槽，所述第一放置槽的内部和机械臂活动安装，且机械臂的两侧焊接有与导向槽活动安装的导向柱，所述机械臂上开设有位置与十字型卡槽相匹配的矩形腔室，所述矩形腔室的两侧内壁上均开设有矩形通孔，且矩形腔室通过矩形通孔和十字型卡槽相连通，所述矩形通孔的内部放置有安装板，且安装板的四周均滑动连接有与矩形通孔内壁相焊接的滑轨，所述安装板远离矩形腔室的一侧焊接有与十字型卡槽相卡装的十字型卡柱，且安装板的另一侧焊接有固定柱，所述固定柱远离安装板的一侧开设有螺纹槽，且矩形腔室的内部固定安装有双轴驱动电机，所述双轴驱动电机的两个输出轴均焊接有丝杆，且丝杆和螺纹槽相啮合。

优选地，所述机械臂的底部和第一放置槽的底部内壁相接触，且与机械臂相焊接的导向柱延伸至安装块的上方。

优选地，所述双轴驱动电机的型号为ysk30-6m4，且双轴驱动电机和矩形腔室内壁的连接处设有弹性垫。

优选地，分别位于双轴驱动电机两侧的固定柱、安装板和十字型卡柱一一对应设置，且十字型卡柱相互靠近的一侧延伸至矩形通孔的内部。

本发明还提出了一种机械手控制系统，包括单片机、电源模块、稳压模块、机械臂驱动模块、机械臂和机械手本体，所述稳压模块分别与单片机的电压输入端和电源模块的第一电压输出端电性连接，且稳压模块用于对电源模块所输出的电压进行稳压处理，所述电源模块的第二电压输出端电性连接有过电压检测模块的输入端，且过电压检测模块的输出端和单片机的第一输入端电性连接，所述过电压检测模块包括电流互感器u1，所述电流互感器u1的一次线圈l1的一端和过电压检测模块的输入端电性连接，且电流互感器u1的一次线圈l1的另一端接地，所述电流互感器u1的二次线圈l2的一端电性连接有精密电阻r2的一端、电容c1的正极和稳压器u2的引脚3,所述稳压器u2的引脚1电性连接有电容c1的负极、压敏电阻r1的另一端和电流互感器u1的二次线圈l2的另一端，且稳压器u2的引脚1的接地，所述稳压器u2的引脚2电性连接有电容c2的正极、电压比较器u3的引脚2，且电容c2的负极端、电压比较器u3的引脚3和电压比较器u3的引脚4均接地，所述电压比较器u3的引脚8电性连接有电阻r3的一端，且电阻r3的另一端电性连接有5伏电源，所述电压比较器u3的引脚1电性连接有非门u4的输入端，且非门u4的输出端和过电压检测模块的输出端电性连接，所述单片机的第一输出端电性连接有机械臂驱动模块的输入端，且机械臂驱动模块的输出端电性连接有机械臂的控制端，所述机械臂上安装有机械手本体，且机械手本体的控制端和单片机的第一控制信号输出端电性连接，所述机械手本体的电压输入端和电源模块的第四电压输出端之间电性连接有第二继电器，且第二继电器的控制端和单片机的第三控制信号输出端电性连接，所述机械臂驱动模块的电压输入端和电源模块的第三电压输出端之间电性连接有第一继电器，且第一继电器的控制端和单片机的第二控制信号输出端电性连接。

优选地，所述单片机的第二输出端和第三输出端分别电性连接有对应的矩阵键盘和显示模块，所述矩阵键盘用于输入操作指令，且矩阵键盘所输入的操作指令通过单片机来对机械手本体进行控制，所述显示模块采用lcd12964显示器，且显示模块用于显示信息。

优选地，所述机械臂驱动模块用于接收单片机所发送的控制指令，且机械臂驱动模块根据单片机所发送的控制指令来对机械臂进行驱动。

优选地，所述过单片机的第二输入端电性连接有红外接收模块，且红外接收模块匹配有红外发送模块，所述红外接收模块用于接收红外发送模块所发送的信息，且红外技术模块将接收到的信息传输到单片机内。

优选地，所述电流互感器u1、稳压器u2、电压比较器u3和非门u4的型号依次为mg8、lm317l、lm393、74ls04，且压敏电阻r1、精密电阻r2、电阻r3、电容c1和电容c2的值依次为2.4kω、1.5kω、1500ω、220μf、220μf。

本发明的有益效果：

1、通过第一放置槽两侧内壁上的十字型卡槽、第一放置槽另外两侧内壁上的导向槽、机械臂上的导向柱、双轴驱动电机、丝杆、固定柱上的螺纹槽、安装板和十字型卡柱相配合，当第一放置槽另外两侧内壁上的导向槽活动安装在导向柱后，双轴驱动电机带动安装板上的十字型卡柱卡装在对应的十字型卡槽内，使得机械手本体在机械臂上便于安装；

2、通过在电源模块的第二电压输出端和单片机的第一输入端之间增加了过电压检测模块，且过电压检测模块包括压敏电阻r1、电流互感器u1、精密电阻r2、电容c1、稳压器u2、电容c2、电压比较器u3和非门u4，当过电压检测模块检测到电源模块的第二电压输出端所输出的电压超过220伏时，过电压检测模块通过单片机控制第一继电器和第二继电器进行截止，使得机械臂驱动模块和机械手本体停止工作，避免了机械臂驱动模块和机械手本体因电压过大而发生损坏；

本发明在电源模块的第二电压输出端和单片机的第一输入端之间增加了过电压检测模块，使得机械手控制系统具有过电压保护功能，且机械手本体便于在机械臂上进行安装。

附图说明

图1为本发明提出的一种机械手的主视图；

图2为本发明提出的一种机械手的剖视图；

图3为本发明提出的一种机械手的固定柱的剖视图；

图4为本发明提出的一种机械手控制系统的工作原理框图；

图5为本发明提出的一种机械手控制系统的过电压检测模块的内部电路图。

图中：1机械手本体、2安装块、3第一放置槽、4十字型卡槽、5丝杆、6机械臂、7导向柱、8矩形腔室、9矩形通孔、10安装板、11滑轨、12十字型卡柱、13固定柱、14螺纹槽、15双轴驱动电机。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例

参考图1-5，本实施例中提出了一种机械手，包括机械手本体1、位于机械手本体1上方的机械臂6和安装在机械手本体1顶部的安装块2，安装块2的顶部开设有第一放置槽3，第一放置槽3的两侧内壁上开设有十字型卡槽4，且第一放置槽3的另外两侧内壁上开设有顶部设置开口的导向槽，第一放置槽3的内部和机械臂6活动安装，且机械臂6的两侧焊接有与导向槽活动安装的导向柱7，在机械臂6上的导向柱7和第一放置槽3另外两侧内壁上的导向槽的配合下，安装块2上的第一放置槽3可以快速卡装在机械臂6上，机械臂6上开设有位置与十字型卡槽4相匹配的矩形腔室8，矩形腔室8的两侧内壁上均开设有矩形通孔9，且矩形腔室8通过矩形通孔9和十字型卡槽4相连通，矩形通孔9的内部放置有安装板10，且安装板10的四周均滑动连接有与矩形通孔9内壁相焊接的滑轨11，安装板10远离矩形腔室8的一侧焊接有与十字型卡槽4相卡装的十字型卡柱12，且安装板10的另一侧焊接有固定柱13，固定柱13远离安装板10的一侧开设有螺纹槽14，且矩形腔室8的内部固定安装有双轴驱动电机15，双轴驱动电机15的两个输出轴均焊接有丝杆5，且丝杆5和螺纹槽14相啮合，在第一放置槽3两侧内壁上的十字型卡槽4、双轴驱动电机15、丝杆5、固定柱13上的螺纹槽14、安装板10和十字型卡柱12的配合下，当第一放置槽3另外两侧内壁上的导向槽活动安装在导向柱7后，此时矩形通孔9和十字型卡槽4处于同一条水平轴线上，再启动双轴驱动电机15，双轴驱动电机15通过输出轴带动对应的丝杆5进行转动，由于丝杆5和螺纹槽14相啮合，丝杆5带动固定柱13上的安装板10在滑轨11上进行滑动，使得安装板10向远离双轴驱动电机15的方向进行位置移动，安装板10带动十字型卡柱12卡装在对应的十字型卡槽4内，使得机械手本体1在机械臂6上便于安装。

本实施例中，机械臂6的底部和第一放置槽3的底部内壁相接触，且与机械臂6相焊接的导向柱7延伸至安装块2的上方，双轴驱动电机15的型号为ysk30-6m4，且双轴驱动电机15和矩形腔室8内壁的连接处设有弹性垫，分别位于双轴驱动电机15两侧的固定柱13、安装板10和十字型卡柱12一一对应设置，且十字型卡柱12相互靠近的一侧延伸至矩形通孔9的内部，通过第一放置槽3两侧内壁上的十字型卡槽4、第一放置槽3另外两侧内壁上的导向槽、机械臂6上的导向柱7、双轴驱动电机15、丝杆5、固定柱13上的螺纹槽14、安装板10和十字型卡柱12相配合，当第一放置槽3另外两侧内壁上的导向槽活动安装在导向柱7后，双轴驱动电机15带动安装板10上的十字型卡柱12卡装在对应的十字型卡槽4内，使得机械手本体1在机械臂上便于安装，本发明中的机械手本体1便于在机械臂6上便于安装。

本发明还提出了一种机械手控制系统，包括单片机、电源模块、稳压模块、机械臂驱动模块、机械臂6和机械手本体1，稳压模块分别与单片机的电压输入端和电源模块的第一电压输出端电性连接，且稳压模块用于对电源模块所输出的电压进行稳压处理，电源模块的第二电压输出端电性连接有过电压检测模块的输入端，且过电压检测模块的输出端和单片机的第一输入端电性连接，过电压检测模块包括电流互感器u1，电流互感器u1的一次线圈l1的一端和过电压检测模块的输入端电性连接，且电流互感器u1的一次线圈l1的另一端接地，电流互感器u1的二次线圈l2的一端电性连接有精密电阻r2的一端、电容c1的正极和稳压器u2的引脚3,稳压器u2的引脚1电性连接有电容c1的负极、压敏电阻r1的另一端和电流互感器u1的二次线圈l2的另一端，且稳压器u2的引脚1的接地，稳压器u2的引脚2电性连接有电容c2的正极、电压比较器u3的引脚2，且电容c2的负极端、电压比较器u3的引脚3和电压比较器u3的引脚4均接地，电压比较器u3的引脚8电性连接有电阻r3的一端，且电阻r3的另一端电性连接有5伏电源，电压比较器u3的引脚1电性连接有非门u4的输入端，且非门u4的输出端和过电压检测模块的输出端电性连接，单片机的第一输出端电性连接有机械臂驱动模块的输入端，且机械臂驱动模块的输出端电性连接有机械臂6的控制端，在电源模块的第二电压输出端和单片机的第一输入端之间增加了过电压检测模块，且过电压检测模块包括压敏电阻r1、电流互感器u1、精密电阻r2、电容c1、稳压器u2、电容c2、电压比较器u3和非门u4，当电源模块第二电压输出端所输出的电压超过220伏时，与电源模块第二电压输出端电性连接的压敏电阻r1被击穿，此时一次线圈l1产生较大的电流，经过一次线圈l1和二次线圈l2进行互感，二次线圈l2产生一个小电流，二次线圈l2所产生的小电流经过精密电阻r2转换成电压信号，精密电阻r2所产生的电压信号经过由电容c1、稳压器u2和电容c2所构成的稳压电路进行稳压处理，然后稳压电路所输出的电压信号进入电压比较器u3中，电压比较器u3会输出高电平，电压比较器u3经过非门u4转换为低电平，最后非门u4所输出的低电平输入单片机中，机械臂6上安装有机械手本体1，且机械手本体1的控制端和单片机的第一控制信号输出端电性连接，机械手本体1的电压输入端和电源模块的第四电压输出端之间电性连接有第二继电器，且第二继电器的控制端和单片机的第三控制信号输出端电性连接，机械臂驱动模块的电压输入端和电源模块的第三电压输出端之间电性连接有第一继电器，且第一继电器的控制端和单片机的第二控制信号输出端电性连接，当单片机接收到非门u4所发送的低电平，单片机控制第一继电器和第二继电器进行截止，使得电源模块停止向机械手本体1和机械臂驱动模块进行供电，可以有效的避免机械手本体1和机械臂驱动模块因电压过大而发生损坏。

本实施例中，单片机的第二输出端和第三输出端分别电性连接有对应的矩阵键盘和显示模块，矩阵键盘用于输入操作指令，且矩阵键盘所输入的操作指令通过单片机来对机械手本体1进行控制，显示模块采用lcd12964显示器，且显示模块用于显示信息，机械臂驱动模块用于接收单片机所发送的控制指令，且机械臂驱动模块根据单片机所发送的控制指令来对机械臂6进行驱动，过单片机的第二输入端电性连接有红外接收模块，且红外接收模块匹配有红外发送模块，红外接收模块用于接收红外发送模块所发送的信息，且红外技术模块将接收到的信息传输到单片机内，电流互感器u1、稳压器u2、电压比较器u3和非门u4的型号依次为mg8、lm317l、lm393、74ls04，且压敏电阻r1、精密电阻r2、电阻r3、电容c1和电容c2的值依次为2.4kω、1.5kω、1500ω、220μf、220μf，通过在电源模块的第二电压输出端和单片机的第一输入端之间增加了过电压检测模块，且过电压检测模块包括压敏电阻r1、电流互感器u1、精密电阻r2、电容c1、稳压器u2、电容c2、电压比较器u3和非门u4，当过电压检测模块检测到电源模块的第二电压输出端所输出的电压超过220伏时，过电压检测模块通过单片机控制第一继电器和第二继电器进行截止，使得机械臂驱动模块和机械手本体1停止工作，避免了机械臂驱动模块和机械手本体1因电压过大而发生损坏，本发明在电源模块的第二电压输出端和单片机的第一输入端之间增加了过电压检测模块，使得机械手控制系统具有过电压保护功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。