用于无人机的机械手抓及其控制方法、控制装置和无人机与流程

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种用于无人机的机械手抓及其控制方法、控制装置和无人机。

背景技术

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，与传统的载人飞机相比，无人机具有体积小、造价低、使用方便等优点，逐渐被应用于人们的日常生活中。

然而，现有的普通无人机主要用于航拍，功能较为单一，即使安装有手抓装置，由于其结构复杂，组装较为困难，从而降低了无人机的可靠性和稳定性，并且受结构限制，手抓的活动范围较小。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种用于无人机的机械手抓及其控制方法、控制装置和无人机，以提供一种具有抓取功能且结构较为简单的无人机，从而提高无人机的可靠性和稳定性。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于无人机的机械手抓，包括基座、以及设置于所述基座的至少三个机械手指、驱动装置、导向轴和传动组件，其中：

所述驱动装置、所述传动组件和所述至少三个机械手指依次连接，所述传动组件与所述导向轴滑动连接；

所述驱动装置用于驱动所述传动组件沿所述导向轴滑动，使得所述至少三个机械手指开合。

本发明实施例提供的机械手抓应用于无人机时，基座安装于无人机的无人机本体上，当需要抓取物体时，驱动装置直接驱动传动组件沿着导向轴进行滑动，从而带动前述至少三个机械手指开合，从而实现了抓取功能，并且该无人机的结构较为简单，进而提高了无人机的可靠性和稳定性。此外，当前述至少三个机械手指张开时，由于该三个机械手指的末端形成一个着陆平面，在无人机进行着陆时能够保持无人机重心的稳定，从而使无人机更为平稳地着陆。

在上述任一实施例中，可选的，每个机械手指包括末端手指、以及分别与所述末端手指和所述传动组件铰接的连接杆，所述末端手指靠近所述连接杆的一端与所述基座铰接，所述连接杆位于所述末端手指和所述传动组件之间。采用结构设计，驱动装置驱动传动组件沿导向轴滑动，从而带动连接杆绕传动组件转动，进而驱使末端手指绕基座转动，实现了机械手抓的开合。

在上述任一实施例中，可选的，所述传动组件包括啮合装配的蜗轮和蜗杆，所述蜗杆与所述驱动装置连接，所述蜗轮与所述导向轴滑动装配，所述至少三个机械手指分别与所述蜗轮铰接；

所述驱动装置用于驱动所述蜗杆转动，从而使与所述蜗杆啮合装配的涡轮沿所述导向轴滑动，使得所述至少三个机械手指开合。

在上述任一实施例中，可选的，所述机械手抓还包括与所述驱动装置电连接的控制器，所述控制器用于控制所述驱动装置驱动所述传动组件沿所述导向轴滑动，使得所述至少三个机械手指开合。采用该结构设计的机械手抓，可以远程控制机械手抓抓取物体或辅助无人机着陆。

在上述实施例中，可选的，所述机械手抓还包括设置于所述基座的锁定机构，所述锁定机构用于锁定所述至少三个机械手指的张开角度。当机械手抓抓取物体后，锁定机构将机械手指的位置锁定，以防止物体从机械手抓中脱落；当无人机着陆时机械手抓处于张开状态并锁定，进一步稳定无人机的重心。

在上述任一实施例中，可选的，所述机械手抓还包括设置于所述基座的摄像机。利用摄像机可以对机械手指的动作进行监控，从而能够及时调整机械手指。

在上述任一实施例中，可选的，所述机械手指的数量为三个。采用该结构设计，不仅可以使机械手抓较为牢固地抓取物体，并且能够使无人机的重心保持稳定，从而使无人机更为平稳地着陆。

第二方面，本发明还提供了一种无人机，包括无人机本体和第一方面所述的机械手抓，其中：

所述机械手抓的基座设置于所述无人机本体，且所述基座位于所述无人机本体和所述机械手抓的至少三个机械手指之间；所述至少三个机械手指沿远离所述无人机本体的方向开合。

本发明实施例提供的无人机，当需要抓取物体时，驱动装置驱动传动组件沿着导向轴进行滑动，从而带动机械手抓的机械手指开合，从而实现抓取功能，并且该无人机的结构较为简单，进而提高了无人机的可靠性和稳定性。此外，当机械手指张开时，由于机械手指的末端形成一个着陆平面，在无人机进行着陆时能够保持无人机重心的稳定，从而使无人机更为平稳地着陆。

第三方面，本发明还提供了一种应用于如第一方面所述的机械手抓的控制方法，包括：

采集驱动装置的负载电流；

根据所述负载电流，控制所述驱动装置停止驱动传动组件，使得所述机械手抓的至少三个机械手指停止闭合。

在本实施例中，根据采集的负载电流，可以判断机械手抓是否已较为牢固地抓住物体，当驱动装置的负载电流突然增加时，此时机械手抓已经较为牢固地抓住物体，控制驱动装置停止驱动传动组件，从而使机械手指保持该张开角度，不再进一步闭合。采用该控制方法，可以避免机械手抓在抓取物体时过度闭合导致机械手抓故障，从而提高了机械手抓的使用寿命。

第四方面，本发明还提供了一种应用于如第一方面所述的机械手抓的控制装置，包括：

采集单元，用于采集驱动装置的负载电流；

控制单元，用于根据所述负载电流，控制所述驱动装置停止驱动传动组件，使得所述机械手抓的至少三个机械手指停止闭合。

在本实施例中，根据采集单元采集的负载电流，控制单元可以判断机械手抓是否已较为牢固地抓住物体，当驱动装置的负载电流突然增加时，此时机械手抓已经较为牢固地抓住物体，控制单元控制驱动装置停止驱动传动组件，从而使机械手指保持该张开角度，不再进一步闭合。采用该控制装置，可以避免机械手抓在抓取物体时过度闭合导致机械手抓故障，从而提高了机械手抓的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例中机械手抓的一示意图；

图2为本发明实施例中机械手抓的另一示意图；

图3为本发明实施例中机械手抓的控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例中机械手抓的控制装置的示意图。

附图标记：

10-机械手抓

11-基座

12-机械手指

13-驱动装置

14-导向轴

15-传动组件

121-末端手指

122-连接杆

151-蜗轮

152-蜗杆

30-控制装置

31-采集单元

32-控制单元

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为了提供一种具有抓取功能且结构较为简单的无人机，从而提高无人机的可靠性和稳定性，本发明实施例提供了一种用于无人机的机械手抓及其控制方法、控制装置和无人机。

如图1和图2所示，第一方面，本发明实施例提供了一种用于无人机的机械手抓10，包括基座11、以及设置于基座11的至少三个机械手指12、驱动装置13、导向轴14和传动组件15，其中：驱动装置13、传动组件15和前述至少三个机械手指12依次连接，传动组件15和导向轴14滑动连接；驱动装置13用于驱动传动组件15沿导向轴14滑动，使得前述至少三个机械手指12开合。

本发明实施例提供的机械手抓10应用于无人机时，基座11安装于无人机本体上，当需要抓取物体时，驱动装置13直接驱动传动组件15沿着导向轴14进行滑动，从而带动前述至少三个机械手指12开合，从而实现了抓取功能，并且该无人机的结构较为简单，进而提高了无人机的可靠性和稳定性。此外，当前述至少三个机械手指12张开时，由于该三个机械手指12的末端形成一个着陆平面，在无人机进行着陆时能够保持无人机重心的稳定，从而使无人机更为平稳地着陆。

在本发明的任一实施例中，优选的，机械手指12的数量为三个。采用该结构设计，不仅可以使机械手抓10较为牢固地抓取物体，并且由于该三个机械手指12的末端形成一个着陆平面，当进行着陆时使无人机的重心保持稳定，从而使无人机更为平稳地着陆；当机械手指12的数量大于三个时，需要更为平坦且水平的着陆平面来将无人机平稳的着陆。

请继续参照图1和图2所示，在上述任一实施例中，可选的，每个机械手指12包括末端手指121、以及分别与末端手指121和传动组件15铰接的连接杆122，末端手指121靠近连接杆122的一端与基座11铰接，连接杆122位于末端手指121和传动组件15之间。采用结构设计，驱动装置13驱动传动组件15沿导向轴14滑动，从而带动连接杆122绕传动组件15转动，进而驱使末端手指121绕基座11转动，实现了机械手指12的开合。

在本发明的任一实施例中，如图2所示，可选的，传动组件15包括啮合装配的蜗轮151和蜗杆152，蜗杆152与驱动装置13连接，蜗轮151与导向轴14滑动装配，前述至少三个机械手指12分别与蜗轮151铰接；驱动装置13用于驱动蜗杆152转动，从而带动与蜗杆152啮合装配的涡轮51沿导向轴14滑动，从而驱使机械手指12运动，使得前述至少三个机械手指12开合。其中，驱动装置13的具体类型不限，例如可以为电机或气缸。

在本发明的任一实施例中，可选的，机械手抓10还包括与驱动装置13电连接的控制器(未示出)，控制器用于控制驱动装置13驱动传动组件15沿导向轴14滑动，使得前述至少三个机械手指12开合。采用该结构设计的机械手抓10，可以远程控制机械手抓10抓取物体或辅助无人机着陆。

在上述实施例中，可选的，机械手抓10还包括设置于基座11的锁定机构(未示出)，该锁定机构用于锁定前述至少三个机械手指12的张开角度。当机械手抓10抓取物体后，锁定机构将机械手指12的位置锁定，以防止物体从机械手抓10中脱落；当无人机着陆时机械手抓10处于张开状态并锁定，进一步稳定了无人机的重心。当然，为了简化无人机的结构，在本发明的实施例中使用电机作为驱动装置13时，电机本身也可以实现机械手指12的锁定。

在本发明的任一实施例中，可选的，机械手抓10还包括设置于基座11的摄像机，摄像机用于拍摄机械手指12或外部。利用摄像机可以对机械手指12的动作进行监控，从而能够及时对机械手指12进行调整。

第二方面，本发明还提供了一种无人机，包括无人机本体和第一方面的机械手抓，其中：机械手抓的基座设置于无人机本体，且该基座位于无人机本体和机械手抓的至少三个机械手指之间；前述至少三个机械手指沿远离无人机本体的方向开合。

本发明实施例提供的无人机，当需要抓取物体时，驱动装置驱动传动组件沿着导向轴进行滑动，从而带动机械手抓的机械手指开合，从而实现抓取功能，并且该无人机的结构较为简单，进而提高了无人机的可靠性和稳定性。此外，当机械手指张开时，由于机械手指的末端形成一个着陆平面，在无人机进行着陆时能够保持无人机重心的稳定，从而使无人机更为平稳地着陆。

如图3所示，第三方面，本发明还提供了一种应用于第一方面的机械手抓的控制方法，包括：

步骤101、采集驱动装置的负载电流；

步骤102、根据负载电流，控制驱动装置停止驱动传动组件，使得机械手抓的至少三个机械手指停止闭合。

在本实施例中，根据采集的负载电流，可以判断机械手抓是否已较为牢固地抓住物体，当驱动装置的负载电流突然增加时，此时机械手抓已经较为牢固地抓住物体，控制驱动装置停止驱动传动组件，从而使机械手指保持该张开角度，不再进一步闭合。采用该控制方法，可以避免机械手抓在抓取物体时过度闭合导致机械手抓故障，从而提高了机械手抓的使用寿命。

如图4所示，第四方面，本发明还提供了一种应用于第一方面的机械手抓的控制装置30，包括：

采集单元31，用于采集驱动装置的负载电流；

控制单元32，用于根据所述负载电流，控制所述驱动装置停止驱动传动组件，使得所述机械手抓的至少三个机械手指停止闭合。

在本实施例中，根据采集单元31采集的负载电流，控制单元32可以判断机械手抓是否已较为牢固地抓住物体，当驱动装置的负载电流突然增加时，此时机械手抓已经较为牢固地抓住物体，控制单元32控制驱动装置停止驱动传动组件，从而使机械手指保持该张开角度，不再进一步闭合。采用该控制装置30，可以避免机械手抓在抓取物体时过度闭合导致机械手抓故障，从而提高了机械手抓的使用寿命。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。