驱动器以及带有该驱动器的机器人灵巧手制造技术

本申请公开了一种驱动器以及带有该驱动器的机器人灵巧手。该驱动器包括：现场可编程门阵列模块和数字信号处理模块，所述现场可编程门阵列模块用于处理总线上的数据通讯，所述现场可编程门阵列模块，用于驱动与多路电机分别连接的手指转动，所述数字信号处理模块与所述现场可编程门阵列模块通过串口执行数据相互传输。本申请解决了用于机器人灵巧手的驱动器精度较低的技术问题。

Driver and robot dexterous hand with this drive

The present invention discloses a driver and a robot dexterous hand with the driver. The driver includes the field programmable gate array module and the digital signal processing module. The field programmable gate array module is used to deal with the data communication on the bus. The field programmable gate array module is used to drive the fingers connected with the multiple motors respectively. The digital signal processing module and the site are used. The programmable gate array module transacts data through the serial port. This application solves the technical problem of low precision driver for robot dexterous hands.

【技术实现步骤摘要】
驱动器以及带有该驱动器的机器人灵巧手
本申请涉及自动控制领域，具体而言，涉及一种驱动器以及带有该驱动器的机器人灵巧手。
技术介绍
机器人灵巧手，属于高精度精密复杂的控制系统，尤其在精度控制上需要位置和一些抓紧动作，这就要求驱动器必须有更完善的性能指标，并加上一些传感器的采集信号，才能配合机器人灵巧手完成各种不同的复杂动作甚至是仿人动作。专利技术人发现，通常用于机器人灵巧手的驱动器达不到高精度的控制要求以及高精度的动作控制。针对相关技术中用于机器人灵巧手的驱动器精度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种驱动器，以解决用于机器人灵巧手的驱动器精度较低的问题。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种驱动器，其特征在于，包括：现场可编程门阵列模块和数字信号处理模块，所述现场可编程门阵列模块用于处理总线上的数据通讯，所述数字信号处理模块，用于驱动与多路电机分别连接的手指转动，所述数字信号处理模块与所述现场可编程门阵列模块通过串口执行数据相互传输。进一步地，所述数字信号处理模块包括：数字信号处理器、多路驱动芯片，所述数字信号处理器与所述驱动芯片相连，用以通过所述数字信号处理器上的接口传输：PWM信号和方向信号；其中，所述驱动芯片至少包括：五路。进一步地，多路所述驱动芯片分别通过霍尔传感器电路与多路电机电性连接。进一步地，数字信号处理模块还用于控制与多路电路连接的手指的位置，所述数字信号处理模块还包括：电位计，用于安装于每根手指的第一个关节处；其中，所述电位计每一个电压值对应当前手指的位置信息。进一步地，数字信号处理模块还用于处理手指的握力感应，所述数字信号处理模块还包括：薄膜压力传感器，用于安装于每根手指的端部；其中，每根所述手指通过：第一关节、第二关节以及第三关节，所述第一关节、第二关节以及第三关节与电机通过拉线联动控制，所述薄膜压力传感器与压力传感器处理电路连接。进一步地，所述现场可编程门阵列模块包括：与422接口电路通讯连接的第一TTL串口，用以与外部总线进行通讯；与数字信号处理模块连接的第二TTL串口，用于与内部数字信号处理模块进行通讯。为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种机器人灵巧手，包括：所述的驱动器和手指结构，所述手指结构分别与所述驱动器电性连接。进一步地，所述驱动器中的数字信号处理模块采用驱动芯片为DRV10970。进一步地，所述驱动器与所述手指结构分别连接，用于控制所述手指结构移动至预设指令位置且控制手指的握力至预设数值。进一步地，所述手指结构包括：第一关节、第二关节以及第三关节；所述第一关节、所述第二关节以及所述第三关节通过钢丝线和扭簧联动且与电力输出端连接；当电机正转则手指回拉；当电机反转则手指展开回位。通过本申请中的该驱动器能够实现：手指关节速度控制、关节位置控制以及手指握力压感测量控制。同时，配合数字信号处理模块中DSP处理器，能够实现整个手指的三个参数的闭环控制。在本申请实施例中，采用现场可编程门阵列模块和数字信号处理模块的方式，通过所述现场可编程门阵列模块用于处理总线上的数据通讯，所述现场可编程门阵列模块，用于驱动与多路电机分别连接的手指转动，达到了两者分工合作又密切配合的目的，从而实现了手指驱动器的技术性能达到最优的技术效果，进而解决了用于机器人灵巧手的驱动器精度较低的技术问题。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据本申请实施例的驱动器示意图；图2是图1中的数字信号处理模块示意图；图3是优选实施例中图1的数字信号处理模块示意图；图4是优选实施例中图1的数字信号处理模块示意图；图5是图1中的现场可编程门阵列模块示意图；图6是现场可编程门阵列模块的工作原理示意图；图7是数字信号处理模块的工作原理示意图；图8是数字信号处理芯片和驱动芯片的两路信号波形图；图9是手指位置控制方案示意图；图10是手指握力感特性曲线示意图；图11是后端处理电路示意图；图12是压力感应反馈信息示意图；图13是单个编码器示意图；以及图14是多个编码器级联示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。采用双核处理器FPGA加上DSP的方案实现，FPGA处理器负总线上的通讯，命令帧协议解析。DPS处理器则负责控制电机以及传感器信号采集处理，两者之间通过串口进行数据的交互。如图1所示，本申请中的驱动器，包括：现场可编程门阵列模块10和数字信号处理模块20，所述现场可编程门阵列模块10用于处理总线上的数据通讯，所述数字信号处理模块20，用于驱动与多路电机分别连接的手指转动，所述数字信号处理模块与所述现场可编程门阵列模块通过串口执行数据相互传输。从以上的描述中，可以看出，本专利技术实现了如下技术效果：在本申请实施例中，采用现场可编程门阵列模块和数字信号处理模块的方式，通过所述现场可编程门阵列模块用于处理总线上的数据通讯，所述现场可编程门阵列模块，用于驱动与多路电机分别连接的手指转动，达到了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动器，其特征在于，包括：现场可编程门阵列模块和数字信号处理模块，所述现场可编程门阵列模块用于处理总线上的数据通讯，所述数字信号处理模块，用于驱动与多路电机分别连接的手指转动，所述数字信号处理模块与所述现场可编程门阵列模块通过串口执行数据相互传输。

【技术特征摘要】
1.一种驱动器，其特征在于，包括：现场可编程门阵列模块和数字信号处理模块，所述现场可编程门阵列模块用于处理总线上的数据通讯，所述数字信号处理模块，用于驱动与多路电机分别连接的手指转动，所述数字信号处理模块与所述现场可编程门阵列模块通过串口执行数据相互传输。2.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述数字信号处理模块包括：数字信号处理器、多路驱动芯片，所述数字信号处理器与所述驱动芯片相连，用以通过所述数字信号处理器上的接口传输：PWM信号和方向信号；其中，所述驱动芯片至少包括：五路。3.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于，多路所述驱动芯片分别通过霍尔传感器电路与多路电机电性连接。4.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，数字信号处理模块还用于控制与多路电路连接的手指的位置，所述数字信号处理模块还包括：电位计，用于安装于每根手指的第一个关节处；其中，所述电位计每一个电压值对应当前手指的位置信息。5.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，数字信号处理模块还用于处理手指的握力感应，所述数字信号处理模块还包括：薄膜压力传感器，用于安装于每根手指的端部；其中，每根所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江涛，苏昂，
申请(专利权)人：北京钢铁侠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11