双指双驱动平移夹持型柔性抓手及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103386690A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103386690103386690A(43)申请公布日2013.11.13(21)申请号201310309792.6(22)申请日2013.07.22(71)申请人山东省科学院自动化研究所地址250014山东省济南市历下区科院路19号(72)发明人王学林孙洁刘成业赵永国范新建王其林(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人郑华清(51)Int.Cl.B25J15/08(2006.01)B25J13/08(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图2页附图2页(54)发明名称双指双驱动平移夹持型柔性抓手及控制方法(57)摘要本发明公开了一种双指双驱动平移夹持型柔性抓手及控制方法，其包括双伺服电机系统、双电机端同步带轮、双定位滑动导轨系统、双滚珠丝杠系统、双丝杠同步带轮、双指手爪、抓手U型主机架及主机架覆盖板等组成，通过对两个伺服电机的控制实现两手爪的协调抓取动作。抓取方法是采用双电机为动力,双指分别固定在两个丝杠导轨同步转接模块上，通过双电机端同步带轮和双丝杠端同步带轮端之间的两条同步齿形带转动，通过丝杠把电机转动转化成直线运动，从而使双指分别沿两个定位滑动导轨平移，实现了双手爪沿双导轨面的平移开合。由于该装置通过双电机来独立驱动相应手爪运动，从而使得双指运动更灵巧，双指可设定不同的抓取速度，位置精度高。CN103386690ACN103869ACN103386690A权利要求书1/2页1.一种双指双驱动平移夹持型柔性抓手，其特征在于：包括左指和右指，所述的左指和右指设于主机架的下方，所述的左指和右指能沿着主机架上的导轨来回滑动，且所述的左指和右指分别各自通过一套驱动系统驱动。2.如权利要求1所述的柔性抓手，其特征在于：所述的左指的驱动系统包括一个左指电机，左指电机驱动带轮I，带轮I通过同步齿形带驱动带轮II,带轮II的输出轴上连接一个丝杠I，所述的丝杠I上的滑块与左指连接；所述的右指的驱动系统包括一个右指电机，右指电机驱动带轮III，带轮III通过同步齿形带驱动带轮Ⅳ,带轮Ⅳ的输出轴上连接一个丝杠II，所述的丝杠II上的滑块与右指连接。3.如权利要求2所述的柔性抓手，其特征在于：所述的主机架为左右对称的“U”型架，所述的“U”型架采用整块金属或铸造而成，采用线切割、销切机加工而成，在“U”型架的左边侧板和右边侧板上对称的设有三个孔，在“U”型架的底板设有两个平行的导轨，所述的左指和右指卡在导轨上，且与丝杠上的滑块相连。4.如权利要求3所述的柔性抓手，其特征在于：所述的左指电机位于主机架的内侧，左指电机的输出轴从内侧通过左边侧板的孔II伸出，然后输出轴连接带轮I，带轮I通过同步齿形带驱动带轮II，所述的带轮II的输出轴穿过孔I与一个丝杠连接。5.如权利要求3所述的柔性抓手，其特征在于：所述的右指电机位于主机架的内侧，右指电机的输出轴从内侧通过右边侧板的孔I伸出，然后输出轴连接带轮III，带轮III通过同步齿形带驱动带轮Ⅳ，所述的带轮II的输出轴穿过孔II与一个丝杠连接。6.如权利要求1所述的柔性抓手，其特征在于：在所述的主机架的顶部设有覆盖板，在覆盖板的顶部设有机器人配套用法兰。7.如权利要求3所述的柔性抓手，其特征在于：在所述的左指和右指上各自连接一个力传感器，分别是左指力传感器、右指力传感器；在所述的左边侧板的孔III安装有右指触觉开关；在右边侧板的孔III设有一个左指触觉开关。8.如权利要求7所述的柔性抓手，其特征在于：所述的左指触觉开关，右指触觉开关分别与嵌入式控制器的输入端相连，嵌入式控制器的输出端控制右指驱动器和左指驱动器，所述的右指驱动器和左指驱动器分别控制左指电机和右指电机，所述的左指电机和右指电机的输出端分别连接左指编码器和右指编码器，所述的左指编码器和右指编码器连接到嵌入式控制器，所述的嵌入式控制器与远程网络计算机通讯。9.一种双指双驱动平移夹持型柔性抓手的控制方法，其特征在于，如下：（1）：双指回零；即设定双指回零后分别张开的最大位置量，当右指碰到左边侧板处安装配置的右指触觉开关后，所设定的位置即被控制器记忆；当左指碰到右边侧板处安装配置的左指触觉开关后，所设定的位置即被控制器记忆；双指回零操作在控制系统不断电的情况下只需进行一次，柔性抓手双指以后每次开合的距离即为此位置量，双指最大张开距离为双指回零操作中设置的双指位置量之和，双指最小闭合距离为零；（2）：双指张开；双指所能张开的距离即在回零操作中分别设置的位置量，而双指分别张开的电机速度能分别设置，即双指能以不同的速度张开；（3）：双指抓取；在未抓取到物体时，双指的抓取速度分别设