一種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手和機(jī)械手控制方法
【專利摘要】本申請公開一種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手和機(jī)械手控制方法。該機(jī)械手主要包括:角度傳感器、處理器和電機(jī)。其中，角度傳感器用于角度傳感器，用于當(dāng)手動(dòng)控制所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置時(shí)，輸出轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置對應(yīng)的角度信號，進(jìn)而處理器根據(jù)該角度信號計(jì)算并記錄所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度，以便機(jī)械手的電機(jī)基于該旋轉(zhuǎn)角度重復(fù)執(zhí)行轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的機(jī)械手，在操作工人進(jìn)行一次正確的手動(dòng)操作后，即可自動(dòng)模擬執(zhí)行該手動(dòng)操作，在執(zhí)行過程中可基于工況進(jìn)行調(diào)整，提高了機(jī)械手的工作效率。
【專利說明】
一種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手和機(jī)械手控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請涉及電力基礎(chǔ)設(shè)備制造領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手和機(jī)械手控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動(dòng)化程度要求越來越高，市場競爭激烈、人工成本上漲，以往人工操作的搬運(yùn)和固定式輸送帶為主的傳統(tǒng)物件搬運(yùn)方式，不但占用空間也不容易更變生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)，加上需要人力監(jiān)督操作，更增加生產(chǎn)成本，原有的生產(chǎn)裝料裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前高度自動(dòng)化的需要。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)的可靠性、安全性，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染、提高產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生成所必須面臨的重大問題。
[0003]目前市面上的機(jī)械手，多采用單片機(jī)或DSP芯片實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，通過對其編程實(shí)現(xiàn)所需功能，對于經(jīng)常需要更換物料的工況，由于搬運(yùn)不同的物料時(shí)機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度可能不同，因而要求現(xiàn)場的操作人員需要根據(jù)工況的不同對機(jī)械手重新進(jìn)行編程，造成機(jī)械手的工作效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手和機(jī)械手控制方法，以提高機(jī)械手的工作效率。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下:
[0006]—種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手，，包括:
[0007]角度傳感器，用于當(dāng)手動(dòng)控制所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置時(shí)，輸出所述預(yù)設(shè)位置對應(yīng)的角度信號；
[0008]與角度傳感器相連的處理器，用于根據(jù)所述角度信號計(jì)算并記錄所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度；
[0009]與所述處理器相連的電機(jī)，用于基于所述處理器輸出的所述旋轉(zhuǎn)角度執(zhí)行所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。
[0010]優(yōu)選的，所述處理器為Arduino單片機(jī)。
[0011 ]優(yōu)選的，所述角度傳感器為電位器。
[0012]優(yōu)選的，所述電機(jī)為180°舵機(jī)。
[0013]—種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手控制方法，包括:
[0014]手動(dòng)控制所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置；
[0015]獲取角度傳感器輸出的角度信號，其中，所述傳感器位于所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂上；
[0016]根據(jù)所述角度信號計(jì)算并記錄所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度；
[0017]基于所述旋轉(zhuǎn)角度執(zhí)行所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。
[0018]優(yōu)選的，所述根據(jù)所述角度信號計(jì)算并記錄所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度，包括:
[0019]采用map函數(shù)計(jì)算所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度。
[0020]優(yōu)選的，所述基于所述旋轉(zhuǎn)角度執(zhí)行所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，包括:
[0021 ]根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算所述機(jī)械手的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)；
[0022]根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)控制所述機(jī)械手的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以執(zhí)行所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。
[0023]經(jīng)由上述技術(shù)方案可知，本申請公開一種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手和機(jī)械手控制方法。該機(jī)械手主要包括:角度傳感器、處理器和電機(jī)。其中，角度傳感器用于角度傳感器，用于當(dāng)手動(dòng)控制所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置時(shí)，輸出轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置對應(yīng)的角度信號，進(jìn)而處理器根據(jù)該角度信號計(jì)算并記錄所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度，以便機(jī)械手的電機(jī)基于該旋轉(zhuǎn)角度重復(fù)執(zhí)行轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的機(jī)械手，在操作工人進(jìn)行一次正確的手動(dòng)操作后，即可自動(dòng)模擬執(zhí)行該手動(dòng)操作，在執(zhí)行過程中可基于工況進(jìn)行調(diào)整，提高了機(jī)械手的工作效率。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例公開的一種具有模擬及重復(fù)功能的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2示出了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例公開的一種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手的控制方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028]參見圖1示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例公開的一種具有模擬及重復(fù)功能的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]由圖1可知，本公開的機(jī)械手包括:角度傳感器1、處理器2以及電機(jī)3。
[0030]其中，角度傳感器I，用于在示教模式下當(dāng)手動(dòng)控制所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置時(shí)，輸出所述預(yù)設(shè)位置對應(yīng)的角度信號。其中所述示教模式為機(jī)械手的學(xué)習(xí)模式。
[0031]所述示教模型的具體操作為:轉(zhuǎn)臂由操作工手動(dòng)操作，完成一次工作循環(huán)，以采集工作循環(huán)中的轉(zhuǎn)臂角度變化。傳感器可以是碳膜電位器、繞線電位器。
[0032]繼而，與角度傳感器相連的處理器，用于根據(jù)所述角度信號計(jì)算并記錄所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度?？蛇x的，該處理器可為Arduino單片機(jī)，該單片機(jī)基于map函數(shù)，將角度傳感器輸出的角度信號轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)角度。
[0033]與所述處理器相連的電機(jī)，用于基于所述處理器輸出的所述旋轉(zhuǎn)角度重復(fù)執(zhí)行所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作?？蛇x的，該電機(jī)為180°舵機(jī)
[0034]具體的，將機(jī)械手轉(zhuǎn)換為重復(fù)模式，此時(shí)角度傳感器不再傳輸角度信號，工人操作轉(zhuǎn)臂不會(huì)影響自動(dòng)動(dòng)作，處理器根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算電機(jī)需要的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，電機(jī)根據(jù)該轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而重復(fù)執(zhí)行機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。其中重復(fù)模式即為機(jī)械手的工作模式。
[0035]由以上實(shí)施例可知，本申請公開一種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手。該機(jī)械手主要包括:角度傳感器、處理器和電機(jī)。其中，角度傳感器用于角度傳感器，用于當(dāng)手動(dòng)控制所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置時(shí)，輸出轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置對應(yīng)的角度信號，進(jìn)而處理器根據(jù)該角度信號計(jì)算并記錄所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度，以便機(jī)械手的電機(jī)基于該旋轉(zhuǎn)角度重復(fù)執(zhí)行轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的機(jī)械手，在操作工人進(jìn)行一次正確的手動(dòng)操作后，即可自動(dòng)模擬執(zhí)行該手動(dòng)操作，在執(zhí)行過程中可基于工況進(jìn)行調(diào)整，提高了機(jī)械手的工作效率。
[0036]參見圖2示出了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例公開的一種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手的控制方法的流程示意圖。
[0037]由圖2可知，該方法包括:
[0038]S201:手動(dòng)控制所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置。
[0039]在機(jī)械手的示教模式下，手動(dòng)控制機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置。
[0040]S202:獲取機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂上的角度傳感器輸出的角度信號。
[0041]本申請?jiān)O(shè)定了一定的時(shí)間間隔，可以以一定的時(shí)間間隔分段獲取和處理數(shù)據(jù)，并防止機(jī)械振動(dòng)造成的誤判。
[0042]S203:根據(jù)所述角度信號計(jì)算并記錄所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度；
[0043 ]具體地，本申請使用的傳感器為電位器，輸出到單片機(jī)的變量為0-5V (3.6V)的電壓變化值，存在增加減少的對比關(guān)系，進(jìn)而處理器在收到傳感器發(fā)送電壓變化值時(shí)，通過map函數(shù)等比換算為角度值，并輸出給執(zhí)行單元的電機(jī)。
[0044]S204:基于所述旋轉(zhuǎn)角度重復(fù)執(zhí)行所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。
[0045]具體的，處理器根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算所述機(jī)械手的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)。
[0046]進(jìn)而，根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)控制所述機(jī)械手的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以執(zhí)行所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。
[0047]需要說明的是上述裝置實(shí)施例與方法實(shí)施例相對應(yīng)，其執(zhí)行過程和執(zhí)行原理相同，在此不作贅述。
[0048]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0049]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0050]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手，其特征在于，包括: 角度傳感器，用于當(dāng)手動(dòng)控制所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置時(shí)，輸出所述預(yù)設(shè)位置對應(yīng)的角度信號； 與角度傳感器相連的處理器，用于根據(jù)所述角度信號計(jì)算并記錄所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度； 與所述處理器相連的電機(jī)，用于基于所述處理器輸出的所述旋轉(zhuǎn)角度重復(fù)執(zhí)行所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述處理器為Arduino單片機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述角度傳感器為碳膜電位器或繞線電位器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于，所述電機(jī)為180°舵機(jī)。5.一種具有模仿及重復(fù)功能的機(jī)械手控制方法，其特征在于，包括: 手動(dòng)控制所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)位置； 獲取角度傳感器輸出的角度信號，其中，所述傳感器位于所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂上； 根據(jù)所述角度信號計(jì)算并記錄所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度； 基于所述旋轉(zhuǎn)角度重復(fù)執(zhí)行所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述角度信號計(jì)算并記錄所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度，包括: 采用map函數(shù)計(jì)算所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至所述預(yù)設(shè)位置時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述旋轉(zhuǎn)角度執(zhí)行所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，包括: 根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算所述機(jī)械手的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)； 根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)控制所述機(jī)械手的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以執(zhí)行所述機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。
【文檔編號】B25J9/16GK106041938SQ201610677788
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月16日
【發(fā)明人】賀登宇
【申請人】京磁材料科技股份有限公司