基于触觉传感器的智能抓取柔性机械手制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于触觉传感器的智能抓取柔性机械手，包括伺服电机、固定架、柔性夹爪和触觉传感器，所述固定架一侧面设置有多个固定台，每个所述固定台均铰接有独立驱动的所述柔性夹爪，所述固定架另一侧面设置有多个所述伺服电机，单个所述伺服电机对应连接单个所述柔性夹爪，所述柔性夹爪内侧设置所述触觉传感器；本实用新型专利技术触觉传感器放置在各个柔性夹爪上，当触碰到被抓物体时，可检测抓握力的大小，每个柔性夹爪都是由独立的伺服电机控制其转动角度，可以根据每个触觉传感器检测到的每个柔性夹爪各自的抓握力大小进行调整每个夹爪的抓握力，实现高精度闭环控制，可以抓取软、硬、脆、不规则状的各类物件。不规则状的各类物件。不规则状的各类物件。

【技术实现步骤摘要】
基于触觉传感器的智能抓取柔性机械手


[0001]本技术属于机器人控制领域，尤其涉及一种基于触觉传感器的智能抓取柔性机械手。

技术介绍

[0002]机械手是一种可用于抓取物体、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工等领域。市面上的机械手的末端夹爪常见的主要有三种：一是采用气压缸控制的刚性夹爪；二是采用气压缸控制的柔性软材料夹爪；三是伺服电机驱动的软、硬材料夹爪。第一种由于是气缸刚性材料构成，其机械手若有移位误差时，很容易撞机，造成工件及夹爪的损伤；第二种利用软性材料（如硅胶）构成夹爪，并用气压缸控制软性材料的夹爪抓取，所以只限抓取重量轻的特定材料，各个软性材料夹爪都是独立控制的，故配制管线较复杂；第三种透过软件程序运算，所需要开发时间旷日累时，故其成本较高，不利于市场推广。这三种方法都需建立在机械手的本体整体的精度要求，否则有较高风险。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术的不足而提出的一种基于触觉传感器的智能抓取柔性机械手。
[0004]本技术是这样实现的：一种基于触觉传感器的智能抓取柔性机械手，包括伺服电机、固定架、柔性夹爪和触觉传感器，所述固定架一侧面设置有多个固定台，每个所述固定台均铰接有独立驱动的所述柔性夹爪，所述固定架另一侧面设置有多个所述伺服电机，单个所述伺服电机对应连接单个所述柔性夹爪，所述柔性夹爪内侧可拆卸设置所述触觉传感器。
[0005]优选的，所述固定架为圆盘形。
[0006]优选的，所述固定台圆周等距分布在固定架上。
[0007]优选的，所述柔性夹爪为中空结构，伺服电机连接传动元件设置在柔性夹爪内部，驱动柔性夹爪伸直和弯曲。
[0008]优选的，所述触觉传感器设置在柔性夹爪的端部，所述触觉传感器的连接线从柔性夹爪的内部穿出与所述伺服电机连接。
[0009]本技术触觉传感器放置在各个柔性夹爪上，当触碰到被抓物体时，可检测抓握力的大小，每个柔性夹爪都是由独立的伺服电机控制其转动角度，可以根据每个触觉传感器检测到的每个柔性夹爪各自的抓握力大小进行调整每个夹爪的抓握力，实现高精度闭环控制，可以抓取软、硬、脆、不规则状的各类物件。
附图说明
[0010]图1是本技术结构示意图；
[0011]图2为本技术抓取物体示意图；
[0012]图3为本技术抓取不规则物体示意图；
[0013]图4为本技术柔性夹爪端部的局部结构示意图；
[0014]图5为本技术柔性夹爪内部的局部结构示意图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0016]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0017]如图1-图3所示，一种基于触觉传感器的智能抓取柔性机械手，包括伺服电机1、固定架2、柔性夹爪3和触觉传感器4，所述固定架2一侧面设置有多个固定台5，每个所述固定台5均铰接有独立驱动的所述柔性夹爪3，所述固定架2另一侧面设置有多个所述伺服电机1，单个所述伺服电机1对应连接单个所述柔性夹爪3，所述柔性夹爪3内侧可拆卸设置所述触觉传感器4。
[0018]所述固定架2为圆盘形。
[0019]所述固定台5圆周等距分布在固定架上。
[0020]所述柔性夹爪3为中空结构，伺服电机1连接传动元件设置在柔性夹爪内部，驱动柔性夹爪伸直和弯曲。伺服电机1驱动柔性夹爪的传动元件本领域技术人员可以进行常规选择，例如2007机械工程全国博士生学术论坛上公开的简易假手手指和三指联动机构的研究中的简易假手手指的结构即可。
[0021]图4和图5所示，所述触觉传感器4设置在柔性夹爪3的端部，所述触觉传感器4的连接线从柔性夹爪3的内部穿出与所述伺服电机1连接。优选的，柔性夹爪3的端部设置有孔洞，孔洞内侧设置有粘接台6，粘接台粘接固定在柔性夹爪的内壁上，使粘接台与柔性夹爪形成可拆卸连接。粘接台外表面与柔性夹爪的外表面具有一定的距离，距离与触觉传感器的厚度相同，能够供触觉传感器粘接固定在粘接台的外面，使粘接台和触觉传感器形成可拆卸连接。出现接触不良时能够便于对粘接台进行维修更换。粘接台设置有卡槽7，卡槽卡设在粘接台内，卡槽为金属结构，优选锡片或铜片。能够进行传输信号，触觉传感器的接线端与卡槽卡合在一起，卡槽的截面结构可以与触觉传感器接线端头的结构相同，并且过盈配合。卡槽另一端通过连接线与伺服电机的编码器连接。从而通过粘接在粘接台上和于卡槽的过盈配合，实现触觉传感器与柔性夹爪的可拆卸连接。
[0022]本技术中，柔性夹爪的数量优选三个，可以达到三点稳固抓取，伺服电机包括有编码器，用以接收触觉传感器的信号，由触觉传感器的信号来启动或关闭伺服电机。可以设置多个触觉传感器，优选在每个柔性夹爪的关节上均设置一个，两个触觉传感器分别安装在柔性夹爪的前段和中段，触觉传感器的连接线连接至伺服电机。通过触觉传感器的模拟量的讯号可感应力的大小，触觉传感器优选艾动薄膜电子生产的IMS-C7.5A型号的传感器。并可以设置压力参数，由压力参数的设定来决定力的大小。触觉传感器的模拟量讯号为
0-10V，若触觉传感器其规格为500克的力，其输出的讯号未0-10V，0V代表没接触，10V代表接触力为500克，所以当柔性夹爪往工件移动过程（在接触后）其讯号就会变化0,0.01
……
0.5
…
1V，若参数设定值设在1V，代表约在100克的力，若要抓取易破的工件或材料，那设定值可设小些，例如（0.1V）；若抓重物则设定值可设打些，如（0.8V）。达到设定的压力参数后，伺服电机停止工作。另一伺服电机工作，直到达到压力参数后停止，当所有的伺服电机完成该动作后，说明抓取工件的动作完成，可以进行移动本装置，从而移动工件。
[0023]本技术中，每个柔性夹爪都是由独立的伺服电机控制其转动的角度，形成以一个全闭的系统，与开环或半闭环的作法，本技术具有稳定的高精度闭环系统；所以一柔性夹爪的停止后都会等待另一柔性夹爪上触觉传感器的信号。所以有误差时，柔性夹爪的弯曲距离是不同的，能够进行修正补偿，从而能够适用不同规则形状的工件的抓取。本技术能够抓取软、硬、脆、不规则状的物件，碰到重硬的工件，参数值可设较大值，碰到软性材料，可设定参数值小于张力值（弹力值），碰到脆的工件，参数值＜破坏力 ，适用与不同的抓取情况，透过判断抓取材料的软硬，无须因材料不同而换装不同的机械本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于触觉传感器的智能抓取柔性机械手，其特征在于：包括伺服电机、固定架、柔性夹爪和触觉传感器，所述固定架一侧面设置有多个固定台，每个所述固定台均铰接有独立驱动的所述柔性夹爪，所述固定架另一侧面设置有多个所述伺服电机，单个所述伺服电机对应连接单个所述柔性夹爪，所述柔性夹爪内侧可拆卸设置所述触觉传感器。2.根据权利要求1所述的基于触觉传感器的智能抓取柔性机械手，其特征在于：所述固定架为圆盘形。3.根据权利要求2所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡燕琳，彭玉鑫，
申请(专利权)人：苏州塔可新地机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：