CN107344361A - 娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节方法及系统 - Google Patents

娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节方法及系统 Download PDF

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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633—Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control

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Abstract

本发明提供了一种娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节方法及系统，所述方法包括：S1、将物品放置于娃娃机的机械爪下方，通过机械爪驱动电路向电机提供一个较高的初始驱动电压，使机械爪抓住物品；S2、持续地降低机械爪驱动电路输出的驱动电压，直至物品从机械爪中掉落；在此过程中，升降装置持续地带动机械爪在天车下方做垂直方向的往复升降运动；S3、在抓取物掉落的瞬间，记录机械爪驱动电路输出的驱动电压；S4、将S3中记录的驱动电压设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压。本发明通过软件程序对机械爪的驱动电压进行实时调验，利用程序自动对机械爪的抓力进行调节，使其自动调整到最优抓力。本发明解决了以前必须依靠经验进行人工调节的问题，提高了抓力调节的精确性和稳定性，提高了工作效效率。

Description

娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节方法及系统
技术领域
本发明涉及游艺设备领域，具体涉及一种娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节方法及系统。
背景技术
娃娃机在投入使用前，都需要对机械爪的抓取力进行适当的调节。既要避免抓取力过大造成的抓取难度太低，又要避免抓取力过小造成的抓取难度太大。
然而，不同娃娃机的机械爪对物品的抓取力会受到以下诸多因素的影响：娃娃机所使用的硬件设备，如天车、电机、机械爪等的形状、大小及其制造工艺；娃娃机使用的新旧程度；娃娃机所抓取的物品的大小、材质、重量及物品的新旧程度。以上所有的因素都会影响到娃娃机机械爪的抓力调整方案。
目前市场上的娃娃机机械爪的抓取力调节都是依靠现场管理人员手工调节电机的电压，并且经过各人经验和观察而达到目的。娃娃机的经营者需要在不同的时间针对不同的硬件设备，以及不同的娃娃机内置物，经常性地进行人工调节。基本的方法就是针对每台机器，结合以上不同的综合因素，经营者根据经验不断地调节控制娃娃机机械爪的电机的电压，使电机控制的机械爪的抓力达到一个最佳值。但是这种方式的操作过程存在着很多不稳定的因素，导致调节结果有人为的误差以及无法有统一标准的问题，在很大程度上会影响机器的经营者对经营利润的准确把握，从而给经营者带来很大的困扰。
发明内容
有鉴于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节方法及系统，使机械爪的抓力实现动态自适应调节。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节方法，所述娃娃机包括电源、机箱和安装于机箱内的天车，天车上设有一升降装置，升降装置的下端安装有机械爪，机械爪与一电机连接，所述电源通过机械爪驱动电路与电机电性连接，所述机械爪的抓力大小由机械爪驱动电路输出给电机的驱动电压的大小决定；
所述方法包括：
S1、将物品放置于娃娃机的机械爪下方，通过机械爪驱动电路向电机提供一个较高的初始驱动电压，使机械爪抓住物品；
S2、持续地降低机械爪驱动电路输出的驱动电压，直至物品从机械爪中掉落；在此过程中，升降装置持续地带动机械爪在天车下方做垂直方向的往复升降运动；
S3、在抓取物掉落的瞬间，记录机械爪驱动电路输出的驱动电压；
S4、将S3中记录的驱动电压设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压。
进一步地，还包括S5、循环执行S1至S3多次，以记录多个驱动电压，对所述多个驱动电压求平均值，将该平均值设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压。
进一步地，在S2中，通过在娃娃机中设置光电传感器，检测物品是否从机械爪中掉落；所述光电传感器设置于机械爪下方。
进一步地，在S2中，线性地持续降低机械爪驱动电路输出的驱动电压。
进一步地，在S2中，驱动电压的降低速度小于0.5V/s。
一种娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节系统，所述娃娃机包括电源、机箱和安装于机箱内的天车，天车上设有一升降装置，升降装置的下端安装有机械爪，机械爪与一电机连接，所述电源通过机械爪驱动电路与电机电性连接，所述机械爪的抓力大小由机械爪驱动电路输出给电机的驱动电压的大小决定；
所述机械爪抓力自适应调节系统包括：
驱动电压调节模块，用于调节机械爪驱动电路输出给电机的驱动电压值；在调节开始前，使机械爪驱动电路输出一个较高的初始驱动电压，使机械爪抓住物品；在调节开始后，持续地降低机械爪驱动电路输出的驱动电压；
物品掉落检测模块，用于检测机械爪已抓取的物品是否掉落，当物品掉落时，向电压记录模块发送信号；
电压记录模块，用于在收到物品掉落检测模块发送的信号后，记录机械爪驱动电路输出的驱动电压；
电压设定模块，用于将电压记录模块中记录的驱动电压设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压；
升降装置驱动电路，用于在物品从机械爪中掉落前，驱动升降装置持续地带动机械爪在天车下方做垂直方向的往复升降运动。
进一步地，所述电压记录模块还用于记录驱动电压调节模块和物品掉落检测模块多次运行后产生的多个驱动电压；
所述电压设定模块还用于对电压记录模块中记录的多个驱动电压求平均值，并将该平均值设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压。
进一步地，所述物品掉落检测模块为一设置于娃娃机内且位于机械爪下方的光电传感器。
进一步地，所述驱动电压调节模块在调节开始后，线性地持续降低机械爪驱动电路输出的驱动电压。
进一步地，所述驱动电压调节模块中，调节驱动电压的速度小于0.5V/s。
本发明通过软件程序对机械爪的驱动电压进行实时调验，利用程序自动对机械爪的抓力进行调节，使其自动调整到最优抓力。在整个调节过程中，通过升降装置持续地带动机械爪在天车下方做垂直方向的往复升降运动，对机械爪的使用环境进行模拟，使得自适应调节得到的电压更加准确可靠。本发明解决了以前必须依靠经验进行人工调节的问题，提高了抓力调节的精确性和稳定性，提高了工作效效率。
附图说明
图1是现有技术中娃娃机的结构示意图。
图2是本发明提供的一种娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
如图1所示，所述娃娃机包括电源、机箱1和安装于机箱1内的天车2，天车2上设有一升降装置4，升降装置4的下端安装有机械爪3，机械爪3与一电机连接，所述电源通过机械爪驱动电路与电机电性连接，所述机械爪3的抓力大小由机械爪驱动电路输出给电机的驱动电压的大小决定。
其中，所述升降装置4包括绞线器和绳索，绳索的一端与绞线器连接，另一端与机械爪3连接；通过绞线器收放绳索，实现机械爪3的升降控制。在本实施例中，升降装置4将机械爪3的上升或下降运动的速度控制在40cm/s以内，避免升降太快产生的惯性将物品甩出，影响调节的准确性。
如图2所示，具体地，本发明提供的一种娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节方法包括：
S1、将物品放置于娃娃机的机械爪下方，通过机械爪驱动电路向电机提供一个较高的初始驱动电压，使机械爪抓住物品；
S2、持续地降低机械爪驱动电路输出的驱动电压，直至物品从机械爪中掉落；在此过程中，升降装置持续地带动机械爪在天车下方做垂直方向的往复升降运动；
S3、在抓取物掉落的瞬间，记录机械爪驱动电路输出的驱动电压；
S4、将S3中记录的驱动电压设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压。
S5、循环执行S1至S3多次，以记录多个驱动电压，对所述多个驱动电压求平均值，将该平均值设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压。
具体地，在S2中，是通过在娃娃机中设置光电传感器，检测物品是否从机械爪中掉落的。本实施例中，所述光电传感器设置于机械爪下方。
作为改进，在S2中，线性地持续降低机械爪驱动电路输出的驱动电压。其中，驱动电压调节的速度不宜过快，避免由于物品掉落的微小延迟影响到电压记录的准确性。具体地，在本实施例中，所述驱动电压的降低速度小于0.5V/s。
实施例2
本发明还提供了一种娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节系统，其包括：
驱动电压调节模块，用于调节机械爪驱动电路输出给电机的驱动电压值；在调节开始前，使机械爪驱动电路输出一个较高的初始驱动电压，使机械爪抓住物品；在调节开始后，持续地降低机械爪驱动电路输出的驱动电压；
物品掉落检测模块，用于检测机械爪已抓取的物品是否掉落，当物品掉落时，向电压记录模块发送信号；
电压记录模块，用于在收到物品掉落检测模块发送的信号后，记录机械爪驱动电路输出的驱动电压；
电压设定模块，用于将电压记录模块中记录的驱动电压设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压；
升降装置驱动电路，用于在物品从机械爪中掉落前，驱动升降装置持续地带动机械爪在天车下方做垂直方向的往复升降运动。
进一步地，所述电压记录模块还用于记录驱动电压调节模块和物品掉落检测模块多次运行后产生的多个驱动电压；
所述电压设定模块还用于对电压记录模块中记录的多个驱动电压求平均值，并将该平均值设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压。
在本实施例中，所述物品掉落检测模块为一设置于娃娃机内且位于机械爪下方的光电传感器。
作为改进，所述驱动电压调节模块在调节开始后，线性地持续降低机械爪驱动电路输出的驱动电压。其中，驱动电压调节的速度不宜过快，避免由于物品掉落的微小延迟影响到电压记录的准确性。具体地，所述驱动电压调节模块中，调节驱动电压的速度小于0.5V/s。
本发明通过软件程序对机械爪的驱动电压进行实时调验，利用程序自动对机械爪的抓力进行调节，使其自动调整到最优抓力。基于该最优抓力，既能保证机械爪刚好具备抓起物品的能力，又可以将抓取物品的成功率控制在合理范围，避免经营者亏损。在整个调节过程中，通过升降装置持续地带动机械爪在天车下方做垂直方向的往复升降运动，对机械爪的使用环境进行模拟，使得自适应调节得到的电压更加准确可靠。本发明解决了以前必须依靠经验进行人工调节的问题，提高了抓力调节的精确性和稳定性，提高了工作效效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节方法，其特征在于，所述娃娃机包括电源、机箱和安装于机箱内的天车，天车上设有一升降装置，升降装置的下端安装有机械爪，机械爪与一电机连接，所述电源通过机械爪驱动电路与电机电性连接，所述机械爪的抓力大小由机械爪驱动电路输出给电机的驱动电压的大小决定；
所述方法包括：
S1、将物品放置于娃娃机的机械爪下方，通过机械爪驱动电路向电机提供一个较高的初始驱动电压，使机械爪抓住物品；
S2、持续地降低机械爪驱动电路输出的驱动电压，直至物品从机械爪中掉落；在此过程中，升降装置持续地带动机械爪在天车下方做垂直方向的往复升降运动；
S3、在抓取物掉落的瞬间，记录机械爪驱动电路输出的驱动电压；
S4、将S3中记录的驱动电压设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括S5、循环执行S1至S3多次，以记录多个驱动电压，对所述多个驱动电压求平均值，将该平均值设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2中，通过在娃娃机中设置光电传感器，检测物品是否从机械爪中掉落；所述光电传感器设置于机械爪下方。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2中，线性地持续降低机械爪驱动电路输出的驱动电压。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在S2中，驱动电压的降低速度小于0.5V/s。
6.一种娃娃机的机械爪抓力动态自适应调节系统，其特征在于，所述娃娃机包括电源、机箱和安装于机箱内的天车，天车上设有一升降装置，升降装置的下端安装有机械爪，机械爪与一电机连接，所述电源通过机械爪驱动电路与电机电性连接，所述机械爪的抓力大小由机械爪驱动电路输出给电机的驱动电压的大小决定；
所述机械爪抓力自适应调节系统包括：
驱动电压调节模块，用于调节机械爪驱动电路输出给电机的驱动电压值；在调节开始前，使机械爪驱动电路输出一个较高的初始驱动电压，使机械爪抓住物品；在调节开始后，持续地降低机械爪驱动电路输出的驱动电压；
物品掉落检测模块，用于检测机械爪已抓取的物品是否掉落，当物品掉落时，向电压记录模块发送信号；
电压记录模块，用于在收到物品掉落检测模块发送的信号后，记录机械爪驱动电路输出的驱动电压；
电压设定模块，用于将电压记录模块中记录的驱动电压设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压；
升降装置驱动电路，用于在物品从机械爪中掉落前，驱动升降装置持续地带动机械爪在天车下方做垂直方向的往复升降运动。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电压记录模块还用于记录驱动电压调节模块和物品掉落检测模块多次运行后产生的多个驱动电压；
所述电压设定模块还用于对电压记录模块中记录的多个驱动电压求平均值，并将该平均值设定为机械爪驱动电路的恒定输出电压。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述物品掉落检测模块为一设置于娃娃机内且位于机械爪下方的光电传感器。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述驱动电压调节模块在调节开始后，线性地持续降低机械爪驱动电路输出的驱动电压。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述驱动电压调节模块中，调节驱动电压的速度小于0.5V/s。
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