一種基于數(shù)據(jù)手套控制的機(jī)械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是涉及一種基于數(shù)據(jù)手套控制的機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人早已經(jīng)被廣泛地用來代替工人完成一些簡(jiǎn)單和重復(fù)性的勞動(dòng)。然而，由于人們?cè)絹碓疥P(guān)注機(jī)器人在復(fù)雜、危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境中的應(yīng)用，而現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人又不能很好的應(yīng)對(duì)多變的環(huán)境，因而如何使機(jī)器人能夠靈活、智能的為人類服務(wù)，已成為現(xiàn)在機(jī)器人研究領(lǐng)域的焦點(diǎn)問題。
[0003]機(jī)器人有兩個(gè)發(fā)展方向:一、全自主方式工作的機(jī)器人。二、遙控操作的機(jī)器人。全自主方式工作的機(jī)器人一直是科研工作者所追求的目標(biāo)。然而上世紀(jì)八十年代以來對(duì)智能機(jī)器人的研究表明全自主式智能機(jī)器人的應(yīng)用在今后可以預(yù)見的時(shí)間內(nèi)是難以實(shí)現(xiàn)的，這是因?yàn)閹醉?xiàng)支撐技術(shù)——控制、傳感和人工智能等目前還不能滿足發(fā)展全自主式智能機(jī)器人的需要。但是，隨著原子能技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)的迅速發(fā)展，迫切需要大量能在危險(xiǎn)環(huán)境下工作的機(jī)器人，因而工作在交互方式下遙控操作的機(jī)器人是一種現(xiàn)實(shí)可行的選擇。工作在交互方式下的遙控機(jī)器人是完成遠(yuǎn)程作業(yè)任務(wù)的有力手段，所謂交互技術(shù)包括人與機(jī)器人的交互以及機(jī)器人與環(huán)境的交互。前者的意義在于由人去完成機(jī)器人在空間未知環(huán)境或任務(wù)中難以做到的規(guī)劃和決策，后者的意義在于由機(jī)器人去完成人所不宜到達(dá)或不能到達(dá)的空間環(huán)境中的作業(yè)任務(wù)。例如，在原子能利用、空間探測(cè)、海洋開發(fā)、排險(xiǎn)、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0004]手是人與外界進(jìn)行接觸及意識(shí)表達(dá)的主要媒介。人與機(jī)器人進(jìn)行交互的傳統(tǒng)接口設(shè)備無非就是按鈕、手柄等，只能是間斷性的操作按鈕進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)控制的設(shè)備，然而作為表達(dá)意識(shí)的主體一手運(yùn)動(dòng)的靈巧性被犧牲了，不能讓人腦更好的解放出來，阻礙了人對(duì)系統(tǒng)控制意識(shí)表達(dá)的全面性與靈活性，導(dǎo)致機(jī)器人難以在惡劣和危險(xiǎn)的環(huán)境下迅速完成各種復(fù)雜的作業(yè)任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有機(jī)械手不能及時(shí)、高效的表達(dá)人對(duì)機(jī)械手的控制意識(shí)；不能滿足人對(duì)機(jī)械手各關(guān)節(jié)靈活性的要求。提出了一種基于數(shù)據(jù)手套控制的機(jī)械手。
[0006]該機(jī)械手主要包括:擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手手指、傳感器、數(shù)據(jù)手套、PLC控制單元、控制閥組及動(dòng)力單元。機(jī)械手手指由擺動(dòng)油缸、萬向連接塊、近節(jié)指骨、中節(jié)指骨、遠(yuǎn)節(jié)指骨及聯(lián)接螺栓等組成，萬向連接塊兩端兩個(gè)相互垂直的凹槽內(nèi)各安裝一個(gè)擺動(dòng)油缸，其中一個(gè)擺動(dòng)油缸和手掌或其他安裝模塊相聯(lián)接，另一端的擺動(dòng)油缸和近節(jié)指骨聯(lián)接，使得萬向連接塊相對(duì)于手掌或其他安裝模塊、相對(duì)于近節(jié)指骨可以相互擺動(dòng)；近節(jié)指骨和中節(jié)指骨、中節(jié)指骨和遠(yuǎn)節(jié)指骨之間通過擺動(dòng)油缸聯(lián)接，組成可以相互擺動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副。該機(jī)械手手指配有姿態(tài)傳感器，實(shí)時(shí)將姿態(tài)信息傳遞給PLC控制單元。PLC控制單元將獲取的機(jī)械手手指的姿態(tài)信息和數(shù)據(jù)手套傳到PLC控制單元的姿態(tài)信息進(jìn)行對(duì)比分析，如果兩者姿態(tài)信息不一致，PLC控制單元發(fā)出控制信號(hào)，控制閥組根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，控制來自于動(dòng)力單元的液壓油驅(qū)動(dòng)油缸，調(diào)整機(jī)械手手指的姿態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手跟隨數(shù)據(jù)手套(人手)動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)抓取、松開等動(dòng)作。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明機(jī)械手手指示意圖。
[0008]圖2為本發(fā)明工作原理示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0010]附圖標(biāo)記說明:
1.擺動(dòng)油缸2.萬向連接塊3.近節(jié)指骨4.中節(jié)指骨5.遠(yuǎn)節(jié)指骨。
[0011]如圖1所7]^，機(jī)械手手指由擺動(dòng)油缸1、萬向連接塊2、近節(jié)指骨3、中節(jié)指骨4、遠(yuǎn)節(jié)指骨5及聯(lián)接螺栓等組成。在圖紙方向，萬向連接塊2左端的擺動(dòng)油缸I用于萬向連接塊2和手指安裝架或手掌聯(lián)接，使得手指可以在與手指彎曲平面相互垂直的平面內(nèi)擺動(dòng)；萬向連接塊2右端的擺動(dòng)油缸I用于聯(lián)接萬向連接塊2和近節(jié)指骨3，使之組成可以在手指彎曲平面內(nèi)相互擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副；近節(jié)指骨3和中節(jié)指骨4、中節(jié)指骨4和遠(yuǎn)節(jié)指骨5之間通過擺動(dòng)油缸I聯(lián)接，使之組成可以在手指彎曲平面內(nèi)相互擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。該機(jī)械手手指配有姿態(tài)傳感器，實(shí)時(shí)將姿態(tài)信息傳遞給PLC控制單元。PLC控制單元將獲取的機(jī)械手手指的姿態(tài)信息和數(shù)據(jù)手套傳到PLC控制單元的姿態(tài)信息進(jìn)行對(duì)比分析，如果兩者姿態(tài)信息不一致，PLC控制單元發(fā)出控制信號(hào)，控制閥組根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，控制來自于動(dòng)力單元的液壓油驅(qū)動(dòng)油缸，調(diào)整機(jī)械手手指的姿態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手跟隨數(shù)據(jù)手套(人手)動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)抓取、松開等動(dòng)作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于數(shù)據(jù)手套控制的機(jī)械手，包括:機(jī)械手手指、傳感器、數(shù)據(jù)手套、PLC控制單元、控制閥組及動(dòng)力單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)據(jù)手套控制的機(jī)械手，其特征在于:所述的機(jī)械手手指由擺動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)，并配有傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)據(jù)手套控制的機(jī)械手，其特征在于:所述的機(jī)械手手指跟隨數(shù)據(jù)手套獲取的關(guān)節(jié)信息動(dòng)作。
【專利摘要】一種基于數(shù)據(jù)手套控制的機(jī)械手。本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有機(jī)械手不夠靈活，手運(yùn)動(dòng)的靈巧性被犧牲了，不能讓人腦更好的解放出來，阻礙了人對(duì)系統(tǒng)控制意識(shí)表達(dá)的全面性與靈活性，導(dǎo)致機(jī)器人難以在惡劣和危險(xiǎn)的環(huán)境下迅速完成各種復(fù)雜的作業(yè)任務(wù)。提出了一種基于數(shù)據(jù)手套控制的機(jī)械手。該機(jī)械手主要包括：機(jī)械手手指、傳感器、數(shù)據(jù)手套、PLC控制單元、控制閥組及動(dòng)力單元。
【IPC分類】B25J9/16
【公開號(hào)】CN105459112
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410444867
【發(fā)明人】趙德朝
【申請(qǐng)人】趙德朝
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2014年9月3日