带压力反馈的模拟机器手的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种带压力反馈的模拟机器手，属于自动化设备应用领域。
【背景技术】
[0002]模拟机器手在现在社会的使用越来越广泛，但是现在很多机器手臂无法实现带触感的控制，机器人手爪难以稳定地保持较重或较长的物体，在工业领域中用于抓握物体的机器人可能由于滑落物体而引发事故。
[0003]为此，设计一种带压力反馈的模拟机器手，提供控制单元，其被配置为在抓握物体时，利用手臂端部间的垂直和水平距离以及由传感器单元测量的垂直分力，确定物体重心是否位于手臂端部间的中心位置，可以产生身临其境的感觉，并且能始终保持抓持物的平衡。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种带压力反馈的模拟机器手。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种带压力反馈的模拟机器手，包括:机器手臂、压力传感器、位移传感器、光电码盘、RS485总线、微处理器、伺服电机、电机启动器、电源、计数器，其特征在于:信息采集模块包括压力传感器、位移传感器和光电码盘，控制模块为微处理器，压力调节模块为RS485总线、伺服电机和电机启动器，计数模块为计数器，供电模块为电源；带压力反馈的模拟机器手有两个机器手臂，分别为上接触部和下接触部，上接触部和下接触部在所述两个机器手臂各自的端部，在抓握物体时，所述上接触部和所述下接触部与所述物体的顶部和底部接触，且所述上接触部和所述下接触部形成具有预定半径的半球形；信息采集模块的压力传感器、位移传感器分别安装在所述上接触部和所述下接触部上，位移传感器为有三个自由度的光电码盘；微处理器为控制单元连接着信息采集模块的压力传感器、位移传感器、电机启动器和计数器，电机启动器和伺服电机相连；微处理器和电机启动器以及电机启动器和伺服电机都是通过RS485总线相连，当夹持物体时，信息采集模块能够测量出物体重力和夹持位置，反馈给控制模块，控制模块可以在控制端模拟出重物阻力转矩作用于人手，使人产生身临其境的感觉，从而能够通过电机启动器和伺服电机及时调节夹持位置和施加的压力。
[0006]本实用新型的有益效果是:使用带压力反馈的控制方式，产生身临其境的感觉，提供控制单元，其被配置为在抓握物体时，利用手臂端部间的垂直和水平距离以及由传感器单元测量的垂直分力，确定物体重心是否位于手臂端部间的中心位置，能始终保持抓持物的平衡。
【附图说明】
[0007]图1为带压力反馈的模拟机器手功能示意图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图对本实用新型带压力反馈的模拟机器手作进一步说明。
[0009]图1中，1 一机器手臂、2—压力传感器、3—位移传感器、4 一光电码盘、5—微处理器、6—计数器、7 —电机启动器、8—伺服电机、9一RS485总线、10 —电源。
[0010]带压力反馈的模拟机器手有两个机器手臂1，分别为上接触部和下接触部，布置在所述两个机器手臂1各自的端部，其在抓握物体时，所述上接触部和所述下接触部与所述物体的顶部和底部接触，且所述上接触部和所述下接触部形成具有预定半径的半球形。在抓握所述物体时，压力传感器2可以测量施加至所述上接触部或者所述下接触部的垂直力或者水平力。位移传感器3使用三个自由度的光电码盘4，通过三路脉冲检测三个方向位移。微处理器5可以通过信息采集模块发来的数据确定物体的重心是否位于所述手臂的端部之间的中心位置，并通过RS485总线9发送命令到电机启动器7驱动伺服电机8，产生阻力转矩作用于人手，使人产生身临其境的感觉，从而能顾及时调节夹持位置和施加的压力。计数器6有计数作用，电源10给机器手臂1工作提供电能。
[0011]带压力反馈的模拟机器手有两个机器手臂1，压力传感器2、位移传感器3、光电码盘4、微处理器5、计数器6、电机启动器7、伺服电机8、RS485总线9、电源10均位于两个机器手臂1内部。机器手臂1的上接触部和下接触部布置在手臂各自的端部，信息采集模块的压力传感器2、位移传感器3安装在所述上接触部和所述下接触部上。位移传感器3为有三个自由度的光电码盘4。微处理器5为控制单元，连接着信息采集模块的压力传感器2、位移传感器3，以及电机启动器7和计数器6。电机启动器7和伺服电机8相连。微处理器8和电机启动器7以及电机启动器7和伺服电机8都是通过RS485总线9相连。
[0012]用户使用带压力反馈的模拟机器手夹持物体时，压力传感器2和位移传感器3能够测量出物体重力和夹持位置，反馈给微处理器5，微处理器5可以在控制端模拟出重物阻力转矩作用于人手，使人产生身临其境的感觉，从而能够通过电机启动器7和伺服电机8及时调节夹持位置和施加的压力。
[0013]本实用新型提供了一种新型带压力反馈的模拟机器手，设计合理，通信方便、具有操作简单、实用性强等优点，不仅克服了现在很多机器手臂无法实现带触感的控制的问题，还克服了现有机器人手爪难以稳定地保持较重或较长物体的问题，本装置市场潜力大，可以在市场上进行推广。
【主权项】
1.一种带压力反馈的模拟机器手，包括:机器手臂、压力传感器、位移传感器、光电码盘、RS485总线、微处理器、伺服电机、电机启动器、电源、计数器，其特征在于:信息采集模块包括压力传感器、位移传感器和光电码盘，控制模块为微处理器，压力调节模块为RS485总线、伺服电机和电机启动器，计数模块为计数器，供电模块为电源；带压力反馈的模拟机器手有两个机器手臂，分别为上接触部和下接触部，上接触部和下接触部在所述两个机器手臂各自的端部，在抓握物体时，所述上接触部和所述下接触部与所述物体的顶部和底部接触，且所述上接触部和所述下接触部形成具有预定半径的半球形；信息采集模块的压力传感器、位移传感器分别安装在所述上接触部和所述下接触部上，位移传感器为有三个自由度的光电码盘；微处理器为控制单元连接着信息采集模块的压力传感器、位移传感器、电机启动器和计数器，电机启动器和伺服电机相连；微处理器和电机启动器以及电机启动器和伺服电机都是通过RS485总线相连，当夹持物体时，信息采集模块能够测量出物体重力和夹持位置，反馈给控制模块，控制模块可以在控制端模拟出重物阻力转矩作用于人手，使人产生身临其境的感觉，从而能够通过电机启动器和伺服电机及时调节夹持位置和施加的压力。
【专利摘要】本实用新型提供了带压力反馈的模拟机器手，包括：机器手臂、压力传感器、位移传感器、光电码盘、RS485总线、微处理器、伺服电机、电机启动器、电源、计数器。本实用新型提供了一种新型带压力反馈的模拟机器手，设计合理，通信方便、具有操作简单、实用性强等优点，不仅克服了现在很多机器手臂无法实现带触感的控制的问题，还克服了现有机器人手爪难以稳定地保持较重或较长物体的问题，本装置市场潜力大，可以在市场上进行推广。
【IPC分类】B25J9/00, B25J13/08
【公开号】CN205111841
【申请号】CN201520782909
【发明人】朱军涛, 张家祥, 陈志红, 谢丹, 郭永敏, 侯晓龙
【申请人】郭永敏, 朱军涛, 张家祥, 陈志红, 谢丹, 侯晓龙
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月10日