專利名稱：宏微動高精度對接用夾持器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于夾持器技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及ー種高精度對接用夾持器，特別是ー種基于カ位混合及宏微動的高精度對接用夾持器及其控制方法。
背景技術(shù)：
解決兩個物體在進行空間對接時，夾持器必須能將目標(biāo)對象精確夾持，同時要盡可能減小夾持器帶給目標(biāo)對象的位置姿態(tài)的擾動。精密裝配中多以ニ指夾持技術(shù)為主，其對復(fù)雜形狀的目標(biāo)對象不易控制，夾持カ及夾持范圍都受到限制。 機床的三爪卡盤可以實現(xiàn)對目標(biāo)對象較高精度的對中及較大的夾持力。但是，由于其在夾持和釋放過程中僅僅是通過簡單的控制，不具備對夾持力檢測和目標(biāo)對象的位置檢測，因此其無法做到對目標(biāo)對象高精度的夾持，也不適用于對接過程中對目標(biāo)對象的精確夾持而不影響到目標(biāo)對象的位置和姿態(tài)，無法進行全自動夾持。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是傳統(tǒng)的夾持器在夾持或釋放被夾持目標(biāo)時對被夾持目標(biāo)會造成位置和姿態(tài)的擾動，并且其夾持カ位夾持位置不能得到精確控制，從而不能適應(yīng)高精密夾持的需求。( ニ )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種夾持器，用于對被夾持目標(biāo)進行夾持，包括基座和用于接觸被夾持目標(biāo)以施加夾持カ的多個夾持頭，所述基座呈封閉形狀，在所述基座上沿其周邊均勻布置多個驅(qū)動系統(tǒng)，所述多個夾持頭包含于所述多個驅(qū)動系統(tǒng)，所述多個驅(qū)動系統(tǒng)能夠驅(qū)動所述夾持頭朝向或遠離基座的中心進行運動。根據(jù)本發(fā)明的ー種具體實施方式
，所述夾持頭是可更換的。根據(jù)本發(fā)明的ー種具體實施方式
，所述多個夾持頭的位置和角度是可分別調(diào)節(jié)的。 根據(jù)本發(fā)明的ー種具體實施方式
，所述驅(qū)動系統(tǒng)還包括伸縮桿和驅(qū)動器，所述夾持頭連接于伸縮桿的朝向基座內(nèi)側(cè)的一端，所述驅(qū)動器與所述伸縮桿的側(cè)部相連接，用于驅(qū)動伸縮桿沿其軸向進行運動。根據(jù)本發(fā)明的ー種具體實施方式
，所述驅(qū)動系統(tǒng)還包括位移傳感器，其連接于所述驅(qū)動器朝向基座外側(cè)的一端，用于檢測伸縮桿的運動。根據(jù)本發(fā)明的ー種具體實施方式
，所述驅(qū)動系統(tǒng)還包括壓カ傳感器，其安裝于所述伸縮桿上，用于檢測夾持カ的大小。根據(jù)本發(fā)明的ー種具體實施方式
，所述夾持器還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括與每個驅(qū)動系統(tǒng)相對應(yīng)的壓カ控制器和位移控制器，所述位移控制器用于接收所述位移傳感器反饋的伸縮桿位移信號，向驅(qū)動器傳輸伸縮控制信號，以控制伸縮桿的伸縮量，所述壓カ控制器用于接收壓カ傳感器反饋的壓カ反饋信號，井向驅(qū)動器傳輸位移控制信號。根據(jù)本發(fā)明的ー種具體實施方式
，所述控制系統(tǒng)還包括一個主控裝置，所述各壓力控制器均與該主控裝置相連，所述主控裝置根據(jù)所述壓カ傳感器的壓カ反饋信號和所述位移傳感器反饋的伸縮桿位移信號驅(qū)動驅(qū)動系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的ー種具體實施方式
，驅(qū)動器包括多對運動足，驅(qū)動器通過所述多對運動足驅(qū)動所述伸縮桿。根據(jù)本發(fā)明的ー種具體實施方式
，所述運動足由壓電陶瓷構(gòu)成。本發(fā)明還提出一種控制夾持器對被夾持目標(biāo)進行夾持的方法，所述夾持器包括基座、和多個驅(qū)動系統(tǒng)，所述夾持器還包括與所述多個電驅(qū)動系統(tǒng)連接的多個壓カ傳感器和多個位移傳感器，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括夾持頭和連接夾持頭的伸縮桿，以及控制伸縮桿朝向 或遠離基座中心進行運動的驅(qū)動器，該方法包括如下步驟所述多個驅(qū)動器接收與其連接的位移控制器的指令，驅(qū)動伸縮桿進行運動，使得多個夾持頭接近被夾持目標(biāo)；當(dāng)所述多個壓カ傳感器中的任何一個壓カ傳感器檢測到壓カ變化信號時，使與該壓カ傳感器對應(yīng)的驅(qū)動器停止工作；依次控制未停止工作的驅(qū)動器進行微動，直到與之對應(yīng)的壓カ傳感器檢測到壓カ變化信號時，使未停止工作的多個驅(qū)動器依次停止工作，直到所有驅(qū)動器停止工作，并將此刻的多個夾持頭的位置作為位移基準(zhǔn)點；對所述驅(qū)動器進行カ位復(fù)合控制，使所述多個夾持頭的夾持力達到ー個可穩(wěn)定夾持被夾持目標(biāo)的閾值，并且使相對于所述位移基準(zhǔn)點的偏差小于ー個許可范圍，從而完成夾持動作，所述カ位復(fù)合控制是指協(xié)同控制多個驅(qū)動器運動，按照如下原則進行控制當(dāng)某個夾持頭的夾持カ過大時，使該夾持頭遠離被夾持目標(biāo)進行運動；當(dāng)某個夾持頭的夾持力過小時，使該夾持頭靠近被夾持目標(biāo)進行運動。本發(fā)明還提出一種控制夾持器對被夾持目標(biāo)進行釋放的方法，所述夾持器包括基座、和多個驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括夾持頭和連接夾持頭的伸縮桿，以及控制伸縮桿朝向或遠離基座中心進行運動的驅(qū)動器，該方法包括如下步驟對所述多個驅(qū)動器進行カ位復(fù)合控制，所述カ位復(fù)合控制是指控制夾持カ大的夾持頭做遠離被夾持目標(biāo)方向運動，使夾持カ小的夾持頭做靠近被夾持目標(biāo)方向的運動，直至夾持カ為零。(三)有益效果本發(fā)明采用宏動運動實現(xiàn)了對夾持目標(biāo)的快速接近，可達到數(shù)十毫米以上的夾持范圍。本發(fā)明采用力反饋檢測技術(shù)，可以有效地檢測對目標(biāo)對象的夾持力，同時，本發(fā)明通過均衡地控制夾持力的大小，避免力和力矩偏移平衡位置而造成的目標(biāo)對象被釋放后導(dǎo)致的位姿變化，由此可以避免在對接過程中產(chǎn)生振動沖擊以及對位姿精度的影響，以及振動能量對其他對此敏感的對象的性能變化，實現(xiàn)微納米級的夾持精度。本發(fā)明根據(jù)夾持器的結(jié)構(gòu)特點，可適用于不同形狀的目標(biāo)的夾持。


圖I是本發(fā)明的實施例的夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的驅(qū)動器的工作原理圖；圖3是本發(fā)明的實施例的夾持器的控制原理圖4是本發(fā)明的實施例的夾持器對被夾持目標(biāo)進行夾持動作和釋放動作的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進ー步的詳細說明。圖I是本發(fā)明的夾持器的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，該實施例的夾持器包括一個基座6和與該基座6連接的三套驅(qū)動系統(tǒng)。優(yōu)選的，驅(qū)動系統(tǒng)與基座連接，連接方式例如為螺栓連接，便于安裝，同時可以保證提供足夠的夾持力?；?呈封閉形狀，在該實施例中為環(huán)形，其形狀為中心對稱結(jié)構(gòu)且基座6關(guān)于其 幾何中心呈120°中心對軸?；?為高剛度的構(gòu)件，以便為夾持器提供足夠穩(wěn)定可靠的安裝基礎(chǔ)?；?上還可提供與其他搭載平臺連接的連接件(例如安裝孔)，以便于將該夾持器搭載到其他運動平臺上完成更加復(fù)雜的功能。在該實施例中，三套驅(qū)動系統(tǒng)按照120°的間隔在基座6的周邊均勻布置，每套驅(qū)動系統(tǒng)包括夾持頭I、伸縮桿2、壓カ傳感器3、驅(qū)動器4和位移傳感器5。驅(qū)動系統(tǒng)能夠驅(qū)動所述夾持頭I朝向或遠離基座6的中心進行運動。位移傳感器5位于驅(qū)動器4朝向基座6外側(cè)的一端，通過螺釘連接在驅(qū)動器4上，用以實現(xiàn)對伸縮桿2高精度的運動檢測。在伸縮桿2的朝向基座內(nèi)側(cè)的一端連接夾持頭I。伸縮桿2與夾持I頭采用螺釘連接，以約束夾持頭I與伸縮桿2之間的軸向運動。夾持頭I是用于與被夾持目標(biāo)接觸并施加夾持カ以夾持被夾持目標(biāo)7的部件。夾持頭I可以采用V形、半圓形或其他形狀，但不限于這些形狀，只要其能用來針對特定的被夾持目標(biāo)實施精準(zhǔn)的夾持。夾持器材料需要根據(jù)使用的環(huán)境和被夾持目標(biāo)的特性決定。比如，不同材料之間接觸的摩擦力不同，例如在真空或潔凈環(huán)境使用還要考慮材料和環(huán)境之間的相容性。通常夾持頭材料可以選用不銹鋼。另外，夾持頭I優(yōu)選為可更換的，以便根據(jù)不同材料和形狀的被夾持目標(biāo)選擇合適的夾持頭。另外，各個夾持頭I可分別調(diào)節(jié)位置和角度，以便夾持形狀不規(guī)則的被夾持目標(biāo)7驅(qū)動器4與伸縮桿2的側(cè)部相連接，用于驅(qū)動伸縮桿2沿其軸向進行運動。圖2是本發(fā)明的一種實施方式的驅(qū)動器4的工作原理圖。如圖2所示，驅(qū)動器4包括多對運動足。驅(qū)動器4通過所述多對運動足驅(qū)動所述伸縮桿2，基于尺蠖原理，其可同時保證大行程和高精度的要求。驅(qū)動器4的多對運動足由壓電陶瓷構(gòu)成，其協(xié)調(diào)運動實現(xiàn)對伸縮桿2的移動。例如，如圖2所示，當(dāng)其中的一對運動足41升起，不接觸伸縮桿2時，另ー對運動足42垂直壓向伸縮桿2并壓緊伸縮桿2，然后由控制器7驅(qū)動構(gòu)成運動足41的陶瓷作水平運動，推動伸縮桿2在其軸向?qū)崿F(xiàn)高精度運動。之后，這對與伸縮桿2壓緊的運動足41向外偵敞回，之前升起的那對運動足42壓向伸縮桿2并壓緊伸縮桿，重復(fù)剛才的運動。由此，通過多對運動足2的交替運動，實現(xiàn)伸縮桿在大行程范圍內(nèi)作高精度宏微運動。驅(qū)動器4可預(yù)施加ー個壓力，以便給伸縮桿ー個預(yù)夾持力?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)預(yù)壓カ和選擇不同類型壓電陶瓷作為運動足來改變驅(qū)動カ的大小。根據(jù)本發(fā)明，在伸縮桿2上安裝有壓カ傳感器3，其用于檢測夾持カ的大小。在該實施例中，壓カ傳感器3是ー種應(yīng)變式壓カ傳感器，其用于檢測應(yīng)變信息實現(xiàn)對夾持カ大小的測量。在該實施例中，位移傳感器5是一種電容位移傳感器。采用上述原理的驅(qū)動系統(tǒng)，通過運動足的交替微動，可以達到數(shù)十毫米級行程，定位精度可以達到納米級。本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)同時具有位移傳感器5和壓カ傳感器3，通過位移傳感器5精確反饋伸縮桿2的行程，便于實現(xiàn)大范圍內(nèi)的高速宏動和高精度的微動控制。通過壓カ傳感器3的力覺反饋，可以檢測到夾持頭I是否與被夾持目標(biāo)接觸以及多個驅(qū)動系統(tǒng)協(xié)同工作時作用在夾持目標(biāo)上的夾持カ的大小及均勻程度。圖3是基于本發(fā)明的上述實施例的夾持器的控制原理圖。如圖3所示，本發(fā)明的夾持器還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括與每個驅(qū)動系統(tǒng)相對應(yīng)的壓カ控制器8、位移控制器 9。在該實施例中，壓カ控制器8和位移控制器9均為三個。位移控制器9用于接收位移傳感器5反饋的伸縮桿位移信號，向驅(qū)動器4傳輸伸縮控制信號，以控制伸縮桿2的伸縮量。壓カ控制器8用于接收壓カ傳感器3反饋的壓力反饋信號，并通過位移控制器9向驅(qū)動器4傳輸位移控制信號。根據(jù)本發(fā)明，每個壓力控制器8均與一個主控裝置10相連。主控裝置10根據(jù)壓力傳感器3的壓カ反饋信號和所述位移傳感器5反饋的伸縮桿位移信號都可以驅(qū)動驅(qū)動系統(tǒng)。在距離目標(biāo)遠處，實現(xiàn)大行程宏動，接近目標(biāo)時，進行伸縮桿微動控制，這兩步只有位置反饋，與目標(biāo)接觸后，就會有力反饋參與到控制中，最終控制的輸出量是伸縮桿的位移量。主控制器10根據(jù)反饋的位置信息和力信息，進行控制決策，通過調(diào)節(jié)各驅(qū)動系統(tǒng)的伸縮桿2的位移量，實現(xiàn)對目標(biāo)的均衡夾持和力平衡。下面描述對本發(fā)明的夾持器的控制方法。圖4是本發(fā)明的另ー實施例的夾持器對被夾持目標(biāo)進行夾持動作和釋放動作的示意圖，其中左圖表示夾持動作，右圖表示釋放動作。在該實施例中，夾持器包括多套驅(qū)動系統(tǒng)，圖4是示意圖,外圍的圓環(huán)表示基座6,內(nèi)側(cè)圓環(huán)表示被夾持目標(biāo)，箭頭表示驅(qū)動系統(tǒng)的運動方向。該圖4表示八個驅(qū)動系統(tǒng)呈中心對稱并均勻設(shè)置于基座6上的情況。首先說明當(dāng)本發(fā)明的夾持器進行夾持動作時依次進行的步驟(I)多個驅(qū)動器4分別接收與其連接的位移控制器9的指令，驅(qū)動多個伸縮桿2同時進行宏動，使得多個夾持頭I快速接近被夾持目標(biāo)，以進行快速的粗定位。主控裝置10根據(jù)預(yù)先設(shè)定的主控制策略發(fā)送指令給位移控制器9，以控制驅(qū)動器進行運動，所述運動包括宏動和微動，宏動控制方法與微動控制方法相同，宏動位移量是由多次微動后累計獲得的。所述宏動是指大步距的運動，所述微動指的是相比于宏動而具有微小步距的運動。(2)多個驅(qū)動器4分別接收與其連接的位移控制器9的指令，驅(qū)動多個伸縮桿2同時進行微動，使得三個夾持頭I更加逼近被夾持目標(biāo)7。(3)當(dāng)多個壓カ傳感器3中的任何一個壓カ傳感器3檢測到カ變化信號時，主控裝置10使與該壓カ傳感器3對應(yīng)的驅(qū)動器4(在此稱為第一驅(qū)動器)停止工作。(4)控制其他未停止的驅(qū)動器4中的任意ー個(在此稱為第二驅(qū)動器)進行微動，當(dāng)與該驅(qū)動器對應(yīng)的壓カ傳感器也檢測到カ變化信號時，使該第二驅(qū)動器也停止工作。(5)依次控制未停止工作的其他驅(qū)動器進行微動，直到與之對應(yīng)的壓カ傳感器檢測到カ變化信號，使未停止工作的多個驅(qū)動器依次停止工作，直到所有驅(qū)動器停止工作，并將此刻的多個夾持頭的位置作為位移基準(zhǔn)點；(6)根據(jù)壓カ傳感器3和位移傳感器5反饋的信息，對驅(qū)動器4進行カ位復(fù)合控制，使三個夾持頭I夾持カ達到ー個可穩(wěn)定夾持被夾持目標(biāo)的閾值，并且使相對于位移基準(zhǔn)點的偏差小于ー個許可范圍，從而完成夾持動作。所述的カ位復(fù)合控制是協(xié)同控制三個驅(qū)動器運動，按照如下原則進行控制當(dāng)某個夾持頭的夾持力過大時，使該夾持頭遠離被夾持目標(biāo)進行運動；當(dāng)某個夾持頭的夾持力過小時，使該夾持頭靠近被夾持目標(biāo)進行運動。接著說明當(dāng)本發(fā)明的實施例的夾持器進行釋放動作時依次進行的操作，總的來說，釋放被夾持目標(biāo)的動作是夾持被夾持目標(biāo)的動作的反向操作。其原則是，夾持力大的夾持頭I做遠離被夾持目標(biāo)7方向的微動，夾持カ小的夾持頭I做靠近被夾持目標(biāo)7方向的微動，直至夾持カ為零。釋放是夾持的反向操作。是通過伸縮桿微小位移后撤實現(xiàn)的。為了不便目標(biāo)在夾持器快速后撤時應(yīng)變形恢復(fù)產(chǎn)生振動，需要微量有序的后撤夾持器。在夾 持器后撤過程中，三個夾持頭的カ會發(fā)生變化，撤離總是選擇夾持カ最大的那個系統(tǒng)進行。最后，通過位置控制器給驅(qū)動器指令，控制驅(qū)協(xié)動器進行快宏動，將夾持頭I快速退到初始位置。如上所述，本發(fā)明提出了一種用于精密對接和分離的夾持器，能對被夾持目標(biāo)進行精確的夾持和釋放，使被夾持目標(biāo)進行穩(wěn)定的夾持，且其位置和姿態(tài)變化小。在上述實施例中，夾持器的基座6是ー個環(huán)形結(jié)構(gòu)。但是本發(fā)明不限于此，其也可以是其他封閉形狀的結(jié)構(gòu)。同時，上述實施例中的夾持頭數(shù)量為三個，但是本發(fā)明也不限于此，夾持頭I的數(shù)量不僅可以是三個，也可以根據(jù)要求增減，以實現(xiàn)均勻穩(wěn)定夾持。當(dāng)夾持頭的數(shù)量多于三個時，在夾持動作的釋放動作的控制時，可以按順時針方向或逆時針方向逐個控制夾持頭I接觸或自被夾持目標(biāo)釋放。但本發(fā)明也不限于此順序。當(dāng)采用多夾持頭I時，被夾持目標(biāo)與夾持器不必同軸也可以實現(xiàn)夾持，并能用于夾持不規(guī)則的目標(biāo)對象，且可控制被夾持目標(biāo)在小范圍內(nèi)做平面運動。由于本發(fā)明的夾持頭I可根據(jù)目標(biāo)對象形狀更換，因此本發(fā)明可以適應(yīng)不同類型的夾持目標(biāo)。由于本發(fā)明在夾持和釋放時進行了力位復(fù)合控制，夾持頭I的夾持カ和夾持精度可同時保證，由此，本發(fā)明可以用于夾持易碎或易變形的被夾持目標(biāo)，且對被夾持目標(biāo)的位姿擾動可降低到最小。由于本發(fā)明采用了宏微動控制，且每個夾持頭可以獨立控制，因此可實現(xiàn)大范圍、高精度的夾持；由于本發(fā)明的夾持頭的位移量可以精確地測量與控制，因此可以實現(xiàn)微納尺度的夾持與對準(zhǔn)精度。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進ー步詳細說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種夾持器，用于對被夾持目標(biāo)進行夾持，包括基座和用于接觸被夾持目標(biāo)以施加夾持力的多個夾持頭，其特征在于， 所述基座呈封閉形狀，在所述基座上沿其周邊均勻布置多個驅(qū)動系統(tǒng)，所述多個夾持頭包含于所述多個驅(qū)動系統(tǒng)，所述多個驅(qū)動系統(tǒng)能夠驅(qū)動所述夾持頭朝向或遠離基座的中心進行運動。
2.如權(quán)利要求I所述的夾持器，其特征在于，所述夾持頭是可更換的。
3.如權(quán)利要求I所述的夾持器，其特征在于，所述多個夾持頭的位置和角度是可分別調(diào)節(jié)的。
4.如權(quán)利要求I所述的夾持器，其特征在于，所述驅(qū)動系統(tǒng)還包括伸縮桿和驅(qū)動器，所述夾持頭連接于伸縮桿的朝向基座內(nèi)側(cè)的一端，所述驅(qū)動器與所述伸縮桿的側(cè)部相連接，用于驅(qū)動伸縮桿沿其軸向進行運動。
5.如權(quán)利要求4所述的夾持器，其特征在于，所述驅(qū)動系統(tǒng)還包括位移傳感器，其連接于所述驅(qū)動器朝向基座外側(cè)的一端，用于檢測伸縮桿的運動。
6.如權(quán)利要求5所述的夾持器，其特征在于，所述驅(qū)動系統(tǒng)還包括壓力傳感器，其安裝于所述伸縮桿上，用于檢測夾持力的大小。
7.如權(quán)利要求5所述的夾持器，其特征在于，所述夾持器還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括與每個驅(qū)動系統(tǒng)相對應(yīng)的壓力控制器和位移控制器， 所述位移控制器用于接收所述位移傳感器反饋的伸縮桿位移信號，向驅(qū)動器傳輸伸縮控制信號，以控制伸縮桿的伸縮量， 所述壓力控制器用于接收壓力傳感器反饋的壓力反饋信號，并向驅(qū)動器傳輸位移控制信號。
8.如權(quán)利要求6所述的夾持器，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括一個主控裝置，所述各壓力控制器均與該主控裝置相連，所述主控裝置根據(jù)所述壓力傳感器的壓力反饋信號和所述位移傳感器反饋的伸縮桿位移信號驅(qū)動驅(qū)動系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的夾持器，其特征在于，驅(qū)動器4包括多對運動足，驅(qū)動器通過所述多對運動足驅(qū)動所述伸縮桿。
10.如權(quán)利要求9所述的夾持器，其特征在于，所述運動足由壓電陶瓷構(gòu)成。
11.一種控制夾持器對被夾持目標(biāo)進行夾持的方法，所述夾持器包括基座、和多個驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述夾持器還包括與所述多個電驅(qū)動系統(tǒng)連接的多個壓力傳感器和多個位移傳感器，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括夾持頭和連接夾持頭的伸縮桿，以及控制伸縮桿朝向或遠離基座中心進行運動的驅(qū)動器，該方法包括如下步驟 所述多個驅(qū)動器接收與其連接的位移控制器的指令，驅(qū)動伸縮桿進行運動，使得多個夾持頭接近被夾持目標(biāo); 當(dāng)所述多個壓力傳感器中的任何一個壓力傳感器檢測到壓力變化信號時，使與該壓力傳感器對應(yīng)的驅(qū)動器停止工作； 依次控制未停止工作的驅(qū)動器進行微動，直到與之對應(yīng)的壓力傳感器檢測到壓力變化信號時，使未停止工作的多個驅(qū)動器依次停止工作，直到所有驅(qū)動器停止工作，并將此刻的多個夾持頭的位置作為位移基準(zhǔn)點； 對所述驅(qū)動器進行力位復(fù)合控制，使所述多個夾持頭的夾持力達到一個可穩(wěn)定夾持被夾持目標(biāo)的閾值，并且使相對于所述位移基準(zhǔn)點的偏差小于一個許可范圍，從而完成夾持動作，所述力位復(fù)合控制是指協(xié)同控制多個驅(qū)動器運動，按照如下原則進行控制當(dāng)某個夾持頭的夾持力過大時，使該夾持頭遠離被夾持目標(biāo)進行運動；當(dāng)某個夾持頭的夾持力過小時，使該夾持頭靠近被夾持目標(biāo)進行運動。
12.—種控制夾持器對被夾持目標(biāo)進行釋放的方法，所述夾持器包括基座、和多個驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括夾持頭和連接夾持頭的伸縮桿，以及控制伸縮桿朝向或遠離基座中心進行運動的驅(qū)動器，該方法包括如下步驟 對所述多個驅(qū)動器進行力位復(fù)合控制，所述力位復(fù)合控制是指控制夾持力大的夾持頭做遠離被夾持目標(biāo)方向運動，使夾持力小的夾持頭做靠近被夾持目標(biāo)方向的運動，直至夾持力為零。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種夾持器，其在基座的周邊均勻布置多個驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括夾持頭、伸縮桿、驅(qū)動器，所述夾持頭連接于伸縮桿的朝向基座內(nèi)側(cè)的一端，驅(qū)動器與所述伸縮桿的側(cè)部相連接，用于驅(qū)動伸縮桿沿其軸向進行運動。夾持器的控制系統(tǒng)包括與每個驅(qū)動系統(tǒng)相對應(yīng)的壓力控制器和位移控制器，位移控制器用于接收位移傳感器反饋的伸縮桿位移信號，向驅(qū)動器傳輸伸縮控制信號，以控制伸縮桿的伸縮量，壓力控制器用于接收壓力傳感器反饋的壓力反饋信號，并向驅(qū)動器傳輸位移控制信號。本發(fā)明采用宏微運動實現(xiàn)了對夾持目標(biāo)的快速接近，可達到數(shù)十毫米以上的夾持范圍，并且在力反饋技術(shù)的配合下實現(xiàn)了微納米級的夾持精度。
文檔編號G05D3/00GK102756346SQ201210259599
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者劉芳芳, 劉衍, 吳保林, 徐德 申請人:中國科學(xué)院自動化研究所