CN108563222B - 车载智能仿生一体化抓手及其控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载智能仿生一体化抓手及其控制系统和控制方法，所述抓手包括行走小车和仿生机械抓手，行走小车包括车架、左前轮、右前轮和后轮，车架顶部连接有支撑板，仿生机械抓手设置在支撑板顶部；所述控制系统包括控制电路板和APP驱动部分，控制电路板上设置有抓手控制电路，抓手控制电路包括微控制器模块、超声波测距模块、蓝牙通信模块、语音播放电路模块、前轮电机驱动电路、大拇指电机驱动电路、食指电机驱动电路、中指电机驱动电路、无名指电机驱动电路和小拇指电机驱动电路；所述控制方法包括步骤：一、下载APP驱动软件至手机中；二、数据采集及传输；三、抓取、运输和定位放置物品。本发明自由度较多，抓取物品方向多样。

Description

车载智能仿生一体化抓手及其控制系统和控制方法

技术领域

本发明属于仿生机械设备技术领域，具体涉及一种车载智能仿生一体化抓手及其控制系统和控制方法。

背景技术

随着工业自动化技术的飞速发展，机械手的设计和发展变得越来越重要。尤其是对于在一些要求较高的工业环境中抓取复杂形状的物体时,需要接近于真手功能的仿生手对物体进行抓取，仿生机械抓手应由而生。仿生机械手,顾名思义,所使用的设计方法就是仿生设计，是一种可以模仿人手的某些动作功能，用以抓取、操作工具或做出某种指定动作的自动操作装置。它可以代替人的动作以实现操作的自动化，能在程序控制下实现物品的灵巧抓取以及特定动作的展示。2003年意大利Michele Folherai ter等人研制出了与人类相似的仿生手，其利用神经元信号对机械手进行控制,并且对机械手进行了仿生设计。我国清华大学教授在2004年研制出了欠驱动仿生机械手手指，可以小范围抓取形状不一的物品。

目前的仿生机械手大都注重机能的设计而没有注重造型的美观设计,外形比较简单,甚至简陋，且自由度较低,抓取物品方向单一，成本较高，虽然解决了一些问题，但还是难以满足市场的需要；而且，现有的仿生机械抓手难以实现抓取后放在指定位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种外形美观、自由度较多、抓取物品方向多样、成本低、使用操作便捷的车载智能仿生一体化抓手。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种车载智能仿生一体化抓手，其特征在于：包括行走小车和仿生机械抓手，所述行走小车包括车架以及连接在车架上的左前轮、右前轮和后轮，所述车架底部连接有用于带动左前轮行走的左前轮电机和用于带动右前轮行走的右前轮电机，所述车架顶部通过支柱连接有用于支撑仿生机械抓手的支撑板，所述仿生机械抓手设置在支撑板顶部；

所述仿生机械抓手包括手掌板以及连接在手掌板上的大拇指指体、食指指体、中指指体、无名指指体和小拇指指体，所述手掌板的底部连接有连接在支撑板顶部的支撑架，所述支撑架上安装有大拇指带动电机、食指带动电机、中指带动电机、无名指带动电机和小拇指带动电机，所述大拇指指体通过大拇指连接钢丝与固定连接在大拇指带动电机的输出轴上的钢丝盘连接，所述食指指体通过食指连接钢丝与固定连接在食指带动电机的输出轴上的钢丝盘连接，所述中指指体通过中指连接钢丝与固定连接在中指带动电机的输出轴上的钢丝盘连接，所述无名指指体通过无名指连接钢丝与固定连接在无名指带动电机的输出轴上的钢丝盘连接，所述小拇指指体通过小拇指连接钢丝与固定连接在小拇指带动电机的输出轴上的钢丝盘连接。

上述的车载智能仿生一体化抓手，其特征在于：所述大拇指指体、食指指体、中指指体、无名指指体和小拇指指体均包括通过铰接轴依次铰接的指根、指中和指尖，所述手掌板上固定连接有指根连接架，所述指根与所述指根连接架铰接，所述指根与所述指根连接架铰接处为指根纹，所述指中与所述指根铰接处为中节纹，所述指尖与所述指中铰接处为末节纹；所述指根纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指根连接架和所述指根铰接的第一弧形铰链，所述中节纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指根和所述指中铰接的第二弧形铰链，所述末节纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指中和所述指尖铰接的第三弧形铰链，所述第一弧形铰链与所述指根连接架的铰接轴与大拇指连接钢丝、食指连接钢丝、中指连接钢丝、无名指连接钢丝或小拇指连接钢丝连接。

本发明还提供了一种结构简单、设计新颖合理、能够控制车载智能仿生一体化抓手在准确的位置上抓取或放置物品的车载智能仿生一体化抓手的控制系统，其特征在于：包括设置在车架顶部的控制电路板和安装在手机上的APP驱动部分，所述控制电路板上设置有抓手控制电路，所述抓手控制电路包括微控制器模块和为抓手控制电路中各用电模块供电的电源模块，以及与微控制器模块相接的超声波测距模块和蓝牙通信模块；所述微控制器模块的输出端接有语音播放电路模块，用于驱动左前轮电机和右前轮电机的前轮电机驱动电路，以及大拇指电机驱动电路、食指电机驱动电路、中指电机驱动电路、无名指电机驱动电路和小拇指电机驱动电路；所述左前轮电机和右前轮电机均与前轮电机驱动电路的输出端连接，所述大拇指带动电机与大拇指电机驱动电路的输出端连接，所述食指带动电机与食指电机驱动电路的输出端连接，所述中指带动电机与中指电机驱动电路的输出端连接，所述无名指带动电机与无名指电机驱动电路的输出端连接，所述小拇指带动电机与小拇指电机驱动电路的输出端连接；

所述APP驱动部分包括仿生机械抓手控制模块、行走小车方向控制模块和蓝牙连接按键模块，所述仿生机械抓手控制模块包括仿生手掌以及设置在仿生手掌上的仿生大拇指、仿生食指、仿生中指、仿生无名指和仿生小拇指，所述仿生大拇指上设置有用于对应控制大拇指指体收缩或展开的大拇指滑动按键，所述仿生食指上设置有用于对应控制食指指体收缩或展开的食指滑动按键，所述仿生中指上设置有用于对应控制中指指体收缩或展开的中指滑动按键，所述仿生无名指上设置有用于对应控制无名指指体收缩或展开的无名指滑动按键，所述仿生小拇指上设置有用于对应控制小拇指指体收缩或展开的大拇指滑动按键；所述行走小车方向控制模块包括向前控制按键模块、向后控制按键模块、向左控制按键模块和向右控制按键模块。

上述的车载智能仿生一体化抓手，其特征在于：所述微控制器模块包括单片机AT89S52、晶振电路和复位电路，所述晶振电路包括晶振Y1、非极性电容C1和非极性电容C2，所述非极性电容C1的一端和晶振Y1的一端均与所述单片机AT89S52的第19引脚连接，所述非极性电容C1的另一端接地；所述非极性电容C2的一端和晶振Y1的另一端均与所述单片机AT89S52的第18引脚连接，所述非极性电容C1的另一端接地；所述复位电路包括复位按键K4、电阻R1和极性电容C12，所述复位按键K4的一端、电阻R1的一端和极性电容C12的负极均与所述单片机AT89S52的第9引脚连接，所述复位按键K4的另一端和极性电容C12的正极均与电源模块的+5V电压输出端连接，所述电阻R1的另一端接地，所述单片机AT89S52的第20引脚接地，所述单片机AT89S52的第40引脚与电源模块的+5V电压输出端连接。

上述的车载智能仿生一体化抓手，其特征在于：所述超声波测距模块为US-100超声波测距模块，所述US-100超声波测距模块的数据发送端引脚TX与单片机AT89S52的第1引脚连接,所述US-100超声波测距模块的数据接收端引脚RX与单片机AT89S52的第2引脚连接；所述蓝牙通信模块为HC-06蓝牙通信模块，所述HC-06蓝牙通信模块的数据发送端引脚TXD与单片机AT89S52的第10引脚连接,所述HC-06蓝牙通信模块的数据接收端引脚RXD与单片机AT89S52的第11引脚连接。

上述的车载智能仿生一体化抓手，其特征在于：所述语音播放电路模块包括芯片ISD1706、发光二极管L5、蜂鸣器LS和麦克风MIC，所述芯片ISD1706的第1引脚与电源模块的+5V电压输出端连接，所述发光二极管L5的阳极与芯片ISD1706的第1引脚连接，所述发光二极管L5的阴极通过电阻R9与芯片ISD1706的第2引脚连接，所述芯片ISD1706的第8引脚接地，所述芯片ISD1706的第10引脚通过非极性电容C4与麦克风MIC的正极连接，所述麦克风MIC的正极还通过串联的电阻R10和电阻R8与电源模块的+5V电压输出端连接，所述电阻R10和电阻R8的连接端通过非极性电容C11接地，所述芯片ISD1706的第11引脚通过非极性电容C3与麦克风MIC的负极连接，所述麦克风MIC的负极还通过电阻R11接地，所述芯片ISD1706的第12引脚接地，所述芯片ISD1706的第14引脚与电源模块的+5V电压输出端连接，且通过并联的非极性电容C5和极性电容C10接地，所述芯片ISD1706的第16引脚接地，所述芯片ISD1706的第18引脚通过极性电容C9接地，所述芯片ISD1706的第20引脚通过电阻R12接地，所述芯片ISD1706的第21引脚与电源模块的+5V电压输出端连接，且通过并联的非极性电容C7和极性电容C8接地，所述芯片ISD1706的第23引脚与单片机AT89S52的第26引脚连接,所述芯片ISD1706的第26引脚与单片机AT89S52的第25引脚连接,所述芯片ISD1706的第28引脚与电源模块的+5V电压输出端连接，且通过非极性电容C6接地；所述蜂鸣器LS的正极与单片机AT89S52的第15引脚连接，所述蜂鸣器LS的正极与单片机AT89S52的第13引脚连接。

上述的车载智能仿生一体化抓手，其特征在于：所述前轮电机驱动电路包括芯片L298N、二极管D10、二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14、二极管D15、二极管D16、二极管D17、发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3和发光二极管L4，所述芯片L298N的IN1引脚、IN2引脚、IN3引脚和IN4引脚依次对应与所述单片机AT89S52的第39～36连接，所述芯片L298N的OUT1引脚和OUT2引脚分别与左前轮电机的两端连接，所述芯片L298N的OUT3引脚和OUT4引脚分别与右前轮电机的两端连接；所述芯片L298N的ENA引脚、ENB引脚、VSS引脚和VS引脚均与电源模块的+5V电压输出端连接，所述芯片L298N的GND引脚、ISENA引脚和ISENB引脚均接地；所述芯片L298N的OUT1引脚与二极管D11的阳极和二极管D15的阴极连接，所述二极管D11的阴极与电源模块的+12V电压输出端连接，所述二极管D15的阳极接地；所述芯片L298N的OUT2引脚与二极管D10的阳极和二极管D14的阴极连接，所述二极管D10的阴极与电源模块的+12V电压输出端连接，所述二极管D14的阳极接地；所述芯片L298N的OUT2引脚通过电阻R2与发光二极管L1的阳极和发光二极管L2的阴极连接，所述发光二极管L1的阴极和发光二极管L2的阳极均与芯片L298N的OUT1引脚连接；所述芯片L298N的OUT3引脚与二极管D12的阳极和二极管D16的阴极连接，所述二极管D12的阴极与电源模块的+12V电压输出端连接，所述二极管D16的阳极接地；所述芯片L298N的OUT4引脚与二极管D13的阳极和二极管D17的阴极连接，所述二极管D13的阴极与电源模块的+12V电压输出端连接，所述二极管D17的阳极接地；所述芯片L298N的OUT4引脚通过电阻R3与发光二极管L3的阳极和发光二极管L4的阴极连接，所述发光二极管L3的阴极和发光二极管L4的阳极均与芯片L298N的OUT4引脚连接。其中，发光二极管L1用于指示左前轮电机正转时的工作状态，发光二极管L2用于指示左前轮电机反转时的工作状态，发光二极管L3用于指示右前轮电机正转时的工作状态，发光二极管L4用于指示右前轮电机反转时的工作状态。

上述的车载智能仿生一体化抓手，其特征在于：所述大拇指带动电机、食指带动电机、中指带动电机、无名指带动电机和小拇指带动电机均为两相四线制步进电机，所述大拇指电机驱动电路、食指电机驱动电路、中指电机驱动电路、无名指电机驱动电路和小拇指电机驱动电路的电路结构相同且均包括电机驱动芯片A4988以及型号均为TLP521-1的光耦隔离芯片U6和光耦隔离芯片U7，所述电机驱动芯片A4988的第1～4引脚以及第9引脚和第15引脚均接地，所述电机驱动芯片A4988的第5引脚与第6引脚连接，所述电机驱动芯片A4988的第10引脚与电源模块的+5V电压输出端连接，所述电机驱动芯片A4988的第16引脚与电源模块的+30V电压输出端连接，所述电机驱动芯片A4988的第11～14引脚依次对应与大拇指带动电机、食指带动电机、中指带动电机、无名指带动电机或小拇指带动电机的A接线端、C接线端、B接线端和D接线端连接，所述电机驱动芯片A4988的第7引脚与光耦隔离芯片U6的第3引脚连接，且通过电阻R6与电源模块的+5V电压输出端连接，所述电机驱动芯片A4988的第8引脚与光耦隔离芯片U7的第3引脚连接，且通过电阻R7与电源模块的+5V电压输出端连接，所述光耦隔离芯片U6的第1引脚上接有电阻R4，所述电阻R4未与光耦隔离芯片U6连接的一端为大拇指电机驱动电路、食指电机驱动电路、中指电机驱动电路、无名指电机驱动电路或小拇指电机驱动电路的第一输入端IN1，所述光耦隔离芯片U7的第1引脚上接有电阻R5，所述电阻R5未与光耦隔离芯片U7连接的一端为大拇指电机驱动电路、食指电机驱动电路、中指电机驱动电路、无名指电机驱动电路或小拇指电机驱动电路的第二输入端IN2，所述光耦隔离芯片U6的第2引脚和第4引脚均接地，所述光耦隔离芯片U7的第2引脚和第4引脚均接地；所述大拇指电机驱动电路的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第35引脚连接,所述大拇指电机驱动电路的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第34引脚连接；所述食指电机驱动电路的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第33引脚连接,所述食指电机驱动电路的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第32引脚连接；所述中指电机驱动电路的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第3引脚连接,所述中指电机驱动电路的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第4引脚连接；所述无名指电机驱动电路的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第5引脚连接,所述无名指电机驱动电路的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第6引脚连接；所述小拇指电机驱动电路的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第7引脚连接,所述小拇指电机驱动电路的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第8引脚连接。

本发明还提供了一种方法步骤简单、实现方便、能够控制车载智能仿生一体化抓手在准确的位置上抓取或放置物品的的车载智能仿生一体化抓手的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、用户下载APP驱动软件至手机中，按下蓝牙连接按键模块，打开手机的蓝牙模块，通过蓝牙通信模块与抓手控制电路连接；

步骤二、数据采集及传输：超声波测距模块对所述行走小车行走前方的障碍物距离和货架距离进行检测并将检测的信号输出给微控制器模块，微控制器模块采集超声波测距模块检测到的障碍物距离信号和货架距离信号；

步骤三、抓取、运输和定位放置物品，具体方法为：

当微控制器模块根据其采集的货架距离信号判断到所述行走小车距离前方货架的距离等于20cm时，所述微控制器模块控制语音播放电路模块播放语音提示信号，提示用户开始抓取物品；用户听到语音提示信号后，在手机上操作APP驱动部分，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体、食指指体、中指指体、无名指指体和小拇指指体向内弯曲，抓取物品；

当所述仿生机械抓手抓取到物品后，用户按照货架上物品放置位置的方向，操作APP驱动部分的行走小车方向控制模块，通过按下向前控制按键模块、向后控制按键模块、向左控制按键模块或向右控制按键模块，控制所述行走小车的行走方向，将所述仿生机械抓手抓取的物品送到指定货架处；

当所述仿生机械抓手将抓取的物品送到指定货架处后，用户再在手机上操作APP驱动部分，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体、食指指体、中指指体、无名指指体和小拇指指体伸展开，将物品放置到指定的物品放置位置上；

所述行走小车行走运输物品的过程中，当微控制器模块根据其采集的障碍物距离信号判断到所述行走小车距离正前方障碍物的距离等于10cm时，所述微控制器模块控制语音播放电路模块播放语音提示信号，并通过前轮电机驱动电路驱动左前轮电机和右前轮电机反转，所述行走小车进行后退动作；当微控制器模块根据其采集的货架距离信号判断到所述行走小车距离正前方障碍物的距离等于20cm时，所述微控制器模块控制语音播放电路模块播放语音提示信号，提示用户操作APP驱动部分的行走小车方向控制模块，用户听到语音提示信号后，在手机上操作APP驱动部分，先按下向左控制按键模块或向右控制按键模块，再按下向前控制按键模块，控制所述行走小车向左或向右绕开正前方障碍物行走。

上述的方法，其特征在于：步骤三中所述在手机上操作APP驱动部分，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体、食指指体、中指指体、无名指指体和小拇指指体向内弯曲的具体过程为：将大拇指滑动按键沿着仿生大拇指向下滑动，将食指滑动按键沿着仿生食指向下滑动，将中指滑动按键沿着仿生中指向下滑动，将无名指滑动按键沿着仿生无名指向下滑动，将大拇指滑动按键沿着仿生小拇指向下滑动，控制信号通过手机的蓝牙模块和蓝牙通信模块传输给微控制器模块；微控制器模块通过大拇指电机驱动电路驱动大拇指带动电机正转，通过食指电机驱动电路驱动食指带动电机正转，通过中指电机驱动电路驱动中指带动电机正转，通过无名指电机驱动电路驱动无名指带动电机正转，通过小拇指电机驱动电路驱动小拇指带动电机正转，大拇指带动电机通过大拇指连接钢丝拉动大拇指指体向手掌板的掌心侧弯曲，进行收缩；食指带动电机通过食指连接钢丝拉动食指指体向手掌板的掌心侧弯曲，进行收缩；中指带动电机通过中指连接钢丝拉动中指指体向手掌板的掌心侧弯曲，进行收缩；无名指带动电机通过无名指连接钢丝拉动无名指指体向手掌板的掌心侧弯曲，进行收缩；小拇指带动电机通过小拇指连接钢丝拉动小拇指指体向手掌板的掌心侧弯曲，进行收缩；

步骤三中所述在手机上操作APP驱动部分，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体、食指指体、中指指体、无名指指体和小拇指指体伸展开的具体过程为：将大拇指滑动按键沿着仿生大拇指向上滑动，将食指滑动按键沿着仿生食指向上滑动，将中指滑动按键沿着仿生中指向上滑动，将无名指滑动按键沿着仿生无名指向上滑动，将大拇指滑动按键沿着仿生小拇指向上滑动，控制信号通过手机的蓝牙模块和蓝牙通信模块传输给微控制器模块；微控制器模块通过大拇指电机驱动电路驱动大拇指带动电机反转，通过食指电机驱动电路驱动食指带动电机反转，通过中指电机驱动电路驱动中指带动电机反转，通过无名指电机驱动电路驱动无名指带动电机反转，通过小拇指电机驱动电路驱动小拇指带动电机反转，大拇指带动电机通过大拇指连接钢丝拉动大拇指指体伸展开，食指带动电机通过食指连接钢丝拉动食指指体伸展开，中指带动电机通过中指连接钢丝拉动中指指体伸展开，无名指带动电机通过无名指连接钢丝拉动无名指指体伸展开，小拇指带动电机通过小拇指连接钢丝拉动小拇指指体伸展开；

步骤三中所述按下向前控制按键模块、向后控制按键模块、向左控制按键模块或向右控制按键模块，控制所述行走小车的行走方向，以及按下向左控制按键模块或向右控制按键模块，再按下向前控制按键模块，控制所述行走小车向左或向右绕开正前方障碍物行走；其中，当按下向前控制按键模块时，所述微控制器模块通过前轮电机驱动电路驱动左前轮电机和右前轮电机正转，所述行走小车前进；当按下向后控制按键模块时，所述微控制器模块通过前轮电机驱动电路驱动左前轮电机和右前轮电机反转，所述行走小车后退；当按下向左控制按键模块时，所述微控制器模块停止通过前轮电机驱动电路驱动左前轮电机正转，并继续通过前轮电机驱动电路驱动右前轮电机正转，所述行走小车进行左转动作；当按下向右控制按键模块时，所述微控制器模块继续通过前轮电机驱动电路驱动左前轮电机正转，并停止通过前轮电机驱动电路驱动右前轮电机正转，所述行走小车进行右转动作。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明车载智能仿生一体化抓手的结构简单紧凑，体积小，设计美观新颖，操作便捷且成本低。

2、本发明仿生机械抓手的自由度多,五个指体分别由五个电机带动，抓取物体的自适应性能力好，且容易控制到准确的位置上抓取或放置物品。

3、本发明仿生机械抓手关节之间的连接采用弧形铰链的形式，有利于关节之间的拆装替换，维护简单方便。

4、本发明通过设计超声波测距模块，能够用于对行走小车行走前方的障碍物距离进行实时检测，实现避障控制，提高了该车载智能仿生一体化抓手运输物品的稳定性。

5、本发明通过设计语音播放电路模块，能够语音播报障碍物的信息，便于用户及时掌握信息，便于操作且有效提高了操作的效率。

6、本发明通过设计前轮电机驱动电路，能够驱动左前轮电机和右前轮电机带动左前轮和右前轮转动，实现行走小车的自由移动；通过设计大拇指电机驱动电路、食指电机驱动电路、中指电机驱动电路、无名指电机驱动电路和小拇指电机驱动电路，能够驱动大拇指带动电机、食指带动电机、中指带动电机、无名指带动电机和小拇指带动电机，实现大拇指指体、食指指体、中指指体、无名指指体和小拇指指体的弯曲和伸展，能够准确完成物品的抓取和存放，相互配合就能够将物品存放到需要放置的位置处。

7、本发明车载智能仿生一体化抓手在其控制系统和控制方法的控制下，能够灵活地抓取货物，并利用行走小车带动，存放到指定的位置处，不仅能够应用于工业生产中大件物品(如手机、水杯)等物品的存取，还能够应用于工业生产中小型物件(如珠宝、首饰)的存取，实用性强，便于推广应用。

综上所述，本发明的设计美观新颖，操作便捷且成本低，能够在准确的位置上抓取或放置物品，自适应性能力好，维护简单方便，实用性强，便于推广应用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明车载智能仿生一体化抓手的结构示意图。

图2为本发明食指指体的结构示意图。

图3为本发明车载智能仿生一体化抓手的控制系统的电路原理框图。

图4为本发明APP驱动部分在手机上的界面显示图。

图5为本发明微控制器模块与其他各模块的连接关系示意图。

图6为本发明语音播放电路模块的电路原理图。

图7为本发明前轮电机驱动电路的电路原理图。

图8为本发明大拇指电机驱动电路、食指电机驱动电路、中指电机驱动电路、无名指电机驱动电路和小拇指电机驱动电路的电路原理图。

附图标记说明:

1—大拇指指体； 2—食指指体； 2-1—指尖；

2-2—第三弧形铰链； 2-3—指中； 2-4—第二弧形铰链；

2-5—指根； 2-6—第一弧形铰链； 2-7—食指连接钢丝；

2-8—指根连接架； 3—中指指体； 4—无名指指体；

5—小拇指指体； 6—大拇指带动电机； 7—食指带动电机；

8—中指带动电机； 9—无名指带动电机； 10—小拇指带动电机；

11—支撑架； 12—支撑板； 13—左前轮；

14—后轮； 15—右前轮； 16—电源模块；

17—超声波测距模块； 18—语音播放电路模块； 19—蓝牙通信模块；

20—APP驱动部分； 21—微控制器模块； 22—大拇指电机驱动电路；

23—食指电机驱动电路； 24—中指电机驱动电路；

25—无名指电机驱动电路； 26—小拇指电机驱动电路；

27—前轮电机驱动电路； 28—车架； 29—支柱；

30—手掌板； 31—仿生手掌； 34—左前轮电机；

35—右前轮电机； 36-1—大拇指滑动按键； 36-2—仿生大拇指；

37-1—食指滑动按键； 37-2—仿生食指； 38-1—中指滑动按键；

38-2—仿生中指； 39-1—无名指滑动按键； 39-2—仿生无名指；

40-1—大拇指滑动按键； 40-2—仿生小拇指； 41—向左控制按键模块；

42—向前控制按键模块； 43—向右控制按键模块；

44—向后控制按键模块； 45—蓝牙连接按键模块。

具体实施方式

如图1所示，本发明的车载智能仿生一体化抓手，包括行走小车和仿生机械抓手，所述行走小车包括车架28以及连接在车架28上的左前轮13、右前轮15和后轮14，所述车架28底部连接有用于带动左前轮13行走的左前轮电机34和用于带动右前轮15行走的右前轮电机35，所述车架28顶部通过支柱29连接有用于支撑仿生机械抓手的支撑板12，所述仿生机械抓手设置在支撑板12顶部；

所述仿生机械抓手包括手掌板30以及连接在手掌板30上的大拇指指体1、食指指体2、中指指体3、无名指指体4和小拇指指体5，所述手掌板30的底部连接有连接在支撑板12顶部的支撑架11，所述支撑架11上安装有大拇指带动电机6、食指带动电机7、中指带动电机8、无名指带动电机9和小拇指带动电机10，所述大拇指指体1通过大拇指连接钢丝与固定连接在大拇指带动电机6的输出轴上的钢丝盘连接，所述食指指体2通过食指连接钢丝与固定连接在食指带动电机7的输出轴上的钢丝盘连接，所述中指指体3通过中指连接钢丝与固定连接在中指带动电机8的输出轴上的钢丝盘连接，所述无名指指体4通过无名指连接钢丝与固定连接在无名指带动电机9的输出轴上的钢丝盘连接，所述小拇指指体5通过小拇指连接钢丝与固定连接在小拇指带动电机10的输出轴上的钢丝盘连接。

本实施例中，所述大拇指指体1、食指指体2、中指指体3、无名指指体4和小拇指指体5均包括通过铰接轴依次铰接的指根、指中和指尖，所述手掌板30上固定连接有指根连接架，所述指根与所述指根连接架铰接，所述指根与所述指根连接架铰接处为指根纹，所述指中与所述指根铰接处为中节纹，所述指尖与所述指中铰接处为末节纹；所述指根纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指根连接架和所述指根铰接的第一弧形铰链，所述中节纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指根和所述指中铰接的第二弧形铰链，所述末节纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指中和所述指尖铰接的第三弧形铰链，所述第一弧形铰链与所述指根连接架的铰接轴与大拇指连接钢丝、食指连接钢丝、中指连接钢丝、无名指连接钢丝或小拇指连接钢丝连接。

以食指指体2为例，如图2所示，所述食指指体2包括通过铰接轴依次铰接的指根2-5、指中2-3和指尖2-1，所述手掌板30上固定连接有指根连接架2-8，所述指根2-5与所述指根连接架2-8铰接，所述指根2-5与所述指根连接架2-8铰接处为指根纹，所述指中2-3与所述指根2-5铰接处为中节纹，所述指尖2-1与所述指中2-3铰接处为末节纹；所述指根纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指根连接架2-8和所述指根2-5铰接的第一弧形铰链2-6，所述中节纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指根2-5和所述指中2-3铰接的第二弧形铰链2-4，所述末节纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指中2-3和所述指尖2-1铰接的第三弧形铰链2-2，所述第一弧形铰链2-6与所述指根连接架2-8的铰接轴与食指连接钢丝2-7连接。

如图3所示，本发明的车载智能仿生一体化抓手的控制系统，包括设置在车架28顶部的控制电路板和安装在手机上的APP驱动部分20，所述控制电路板上设置有抓手控制电路，所述抓手控制电路包括微控制器模块21和为抓手控制电路中各用电模块供电的电源模块16，以及与微控制器模块21相接的超声波测距模块17和蓝牙通信模块19；所述微控制器模块21的输出端接有语音播放电路模块18，用于驱动左前轮电机34和右前轮电机35的前轮电机驱动电路27，以及大拇指电机驱动电路22、食指电机驱动电路23、中指电机驱动电路24、无名指电机驱动电路25和小拇指电机驱动电路26；所述左前轮电机34和右前轮电机35均与前轮电机驱动电路27的输出端连接，所述大拇指带动电机6与大拇指电机驱动电路22的输出端连接，所述食指带动电机7与食指电机驱动电路23的输出端连接，所述中指带动电机8与中指电机驱动电路24的输出端连接，所述无名指带动电机9与无名指电机驱动电路25的输出端连接，所述小拇指带动电机10与小拇指电机驱动电路26的输出端连接；

如图4所示，所述APP驱动部分20包括仿生机械抓手控制模块、行走小车方向控制模块和蓝牙连接按键模块45，所述仿生机械抓手控制模块包括仿生手掌31以及设置在仿生手掌31上的仿生大拇指36-2、仿生食指37-2、仿生中指38-2、仿生无名指39-2和仿生小拇指40-2，所述仿生大拇指36-2上设置有用于对应控制大拇指指体1收缩或展开的大拇指滑动按键36-1，所述仿生食指37-2上设置有用于对应控制食指指体2收缩或展开的食指滑动按键37-1，所述仿生中指38-2上设置有用于对应控制中指指体3收缩或展开的中指滑动按键38-1，所述仿生无名指39-2上设置有用于对应控制无名指指体4收缩或展开的无名指滑动按键39-1，所述仿生小拇指40-2上设置有用于对应控制小拇指指体5收缩或展开的大拇指滑动按键40-1；所述行走小车方向控制模块包括向前控制按键模块42、向后控制按键模块44、向左控制按键模块41和向右控制按键模块43。

本实施例中，如图5所示，所述微控制器模块21包括单片机AT89S52、晶振电路和复位电路，所述晶振电路包括晶振Y1、非极性电容C1和非极性电容C2，所述非极性电容C1的一端和晶振Y1的一端均与所述单片机AT89S52的第19引脚连接，所述非极性电容C1的另一端接地；所述非极性电容C2的一端和晶振Y1的另一端均与所述单片机AT89S52的第18引脚连接，所述非极性电容C1的另一端接地；所述复位电路包括复位按键K4、电阻R1和极性电容C12，所述复位按键K4的一端、电阻R1的一端和极性电容C12的负极均与所述单片机AT89S52的第9引脚连接，所述复位按键K4的另一端和极性电容C12的正极均与电源模块16的+5V电压输出端连接，所述电阻R1的另一端接地，所述单片机AT89S52的第20引脚接地，所述单片机AT89S52的第40引脚与电源模块16的+5V电压输出端连接。

本实施例中，如图5所示，所述超声波测距模块17为US-100超声波测距模块，所述US-100超声波测距模块的数据发送端引脚TX与单片机AT89S52的第1引脚连接,所述US-100超声波测距模块的数据接收端引脚RX与单片机AT89S52的第2引脚连接；所述蓝牙通信模块19为HC-06蓝牙通信模块，所述HC-06蓝牙通信模块的数据发送端引脚TXD与单片机AT89S52的第10引脚连接,所述HC-06蓝牙通信模块的数据接收端引脚RXD与单片机AT89S52的第11引脚连接。

本实施例中，如图5和图6所示，所述语音播放电路模块18包括芯片ISD1706、发光二极管L5、蜂鸣器LS和麦克风MIC，所述芯片ISD1706的第1引脚与电源模块16的+5V电压输出端连接，所述发光二极管L5的阳极与芯片ISD1706的第1引脚连接，所述发光二极管L5的阴极通过电阻R9与芯片ISD1706的第2引脚连接，所述芯片ISD1706的第8引脚接地，所述芯片ISD1706的第10引脚通过非极性电容C4与麦克风MIC的正极连接，所述麦克风MIC的正极还通过串联的电阻R10和电阻R8与电源模块16的+5V电压输出端连接，所述电阻R10和电阻R8的连接端通过非极性电容C11接地，所述芯片ISD1706的第11引脚通过非极性电容C3与麦克风MIC的负极连接，所述麦克风MIC的负极还通过电阻R11接地，所述芯片ISD1706的第12引脚接地，所述芯片ISD1706的第14引脚与电源模块16的+5V电压输出端连接，且通过并联的非极性电容C5和极性电容C10接地，所述芯片ISD1706的第16引脚接地，所述芯片ISD1706的第18引脚通过极性电容C9接地，所述芯片ISD1706的第20引脚通过电阻R12接地，所述芯片ISD1706的第21引脚与电源模块16的+5V电压输出端连接，且通过并联的非极性电容C7和极性电容C8接地，所述芯片ISD1706的第23引脚与单片机AT89S52的第26引脚连接,所述芯片ISD1706的第26引脚与单片机AT89S52的第25引脚连接,所述芯片ISD1706的第28引脚与电源模块16的+5V电压输出端连接，且通过非极性电容C6接地；所述蜂鸣器LS的正极与单片机AT89S52的第15引脚连接，所述蜂鸣器LS的正极与单片机AT89S52的第13引脚连接。

本实施例中，如图5和图7所示，所述前轮电机驱动电路27包括芯片L298N、二极管D10、二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14、二极管D15、二极管D16、二极管D17、发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3和发光二极管L4，所述芯片L298N的IN1引脚、IN2引脚、IN3引脚和IN4引脚依次对应与所述单片机AT89S52的第39～36连接，所述芯片L298N的OUT1引脚和OUT2引脚分别与左前轮电机34的两端连接，所述芯片L298N的OUT3引脚和OUT4引脚分别与右前轮电机35的两端连接；所述芯片L298N的ENA引脚、ENB引脚、VSS引脚和VS引脚均与电源模块16的+5V电压输出端连接，所述芯片L298N的GND引脚、ISENA引脚和ISENB引脚均接地；所述芯片L298N的OUT1引脚与二极管D11的阳极和二极管D15的阴极连接，所述二极管D11的阴极与电源模块16的+12V电压输出端连接，所述二极管D15的阳极接地；所述芯片L298N的OUT2引脚与二极管D10的阳极和二极管D14的阴极连接，所述二极管D10的阴极与电源模块16的+12V电压输出端连接，所述二极管D14的阳极接地；所述芯片L298N的OUT2引脚通过电阻R2与发光二极管L1的阳极和发光二极管L2的阴极连接，所述发光二极管L1的阴极和发光二极管L2的阳极均与芯片L298N的OUT1引脚连接；所述芯片L298N的OUT3引脚与二极管D12的阳极和二极管D16的阴极连接，所述二极管D12的阴极与电源模块16的+12V电压输出端连接，所述二极管D16的阳极接地；所述芯片L298N的OUT4引脚与二极管D13的阳极和二极管D17的阴极连接，所述二极管D13的阴极与电源模块16的+12V电压输出端连接，所述二极管D17的阳极接地；所述芯片L298N的OUT4引脚通过电阻R3与发光二极管L3的阳极和发光二极管L4的阴极连接，所述发光二极管L3的阴极和发光二极管L4的阳极均与芯片L298N的OUT4引脚连接。其中，发光二极管L1用于指示左前轮电机34正转时的工作状态，发光二极管L2用于指示左前轮电机34反转时的工作状态，发光二极管L3用于指示右前轮电机35正转时的工作状态，发光二极管L4用于指示右前轮电机35反转时的工作状态。

本实施例中，如图5和图8所示，所述大拇指带动电机6、食指带动电机7、中指带动电机8、无名指带动电机9和小拇指带动电机10均为两相四线制步进电机，所述大拇指电机驱动电路22、食指电机驱动电路23、中指电机驱动电路24、无名指电机驱动电路25和小拇指电机驱动电路26的电路结构相同且均包括电机驱动芯片A4988以及型号均为TLP521-1的光耦隔离芯片U6和光耦隔离芯片U7，所述电机驱动芯片A4988的第1～4引脚以及第9引脚和第15引脚均接地，所述电机驱动芯片A4988的第5引脚与第6引脚连接，所述电机驱动芯片A4988的第10引脚与电源模块16的+5V电压输出端连接，所述电机驱动芯片A4988的第16引脚与电源模块16的+30V电压输出端连接，所述电机驱动芯片A4988的第11～14引脚依次对应与大拇指带动电机6、食指带动电机7、中指带动电机8、无名指带动电机9或小拇指带动电机10的A接线端、C接线端、B接线端和D接线端连接，所述电机驱动芯片A4988的第7引脚与光耦隔离芯片U6的第3引脚连接，且通过电阻R6与电源模块16的+5V电压输出端连接，所述电机驱动芯片A4988的第8引脚与光耦隔离芯片U7的第3引脚连接，且通过电阻R7与电源模块16的+5V电压输出端连接，所述光耦隔离芯片U6的第1引脚上接有电阻R4，所述电阻R4未与光耦隔离芯片U6连接的一端为大拇指电机驱动电路22、食指电机驱动电路23、中指电机驱动电路24、无名指电机驱动电路25或小拇指电机驱动电路26的第一输入端IN1，所述光耦隔离芯片U7的第1引脚上接有电阻R5，所述电阻R5未与光耦隔离芯片U7连接的一端为大拇指电机驱动电路22、食指电机驱动电路23、中指电机驱动电路24、无名指电机驱动电路25或小拇指电机驱动电路26的第二输入端IN2，所述光耦隔离芯片U6的第2引脚和第4引脚均接地，所述光耦隔离芯片U7的第2引脚和第4引脚均接地；所述大拇指电机驱动电路22的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第35引脚连接,所述大拇指电机驱动电路22的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第34引脚连接；所述食指电机驱动电路23的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第33引脚连接,所述食指电机驱动电路23的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第32引脚连接；所述中指电机驱动电路24的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第3引脚连接,所述中指电机驱动电路24的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第4引脚连接；所述无名指电机驱动电路25的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第5引脚连接,所述无名指电机驱动电路25的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第6引脚连接；所述小拇指电机驱动电路26的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第7引脚连接,所述小拇指电机驱动电路26的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第8引脚连接。

本发明的车载智能仿生一体化抓手的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、用户下载APP驱动软件至手机中，按下蓝牙连接按键模块45，打开手机的蓝牙模块，通过蓝牙通信模块19与抓手控制电路连接；

步骤二、数据采集及传输：超声波测距模块17对所述行走小车行走前方的障碍物距离和货架距离进行检测并将检测的信号输出给微控制器模块21，微控制器模块21采集超声波测距模块17检测到的障碍物距离信号和货架距离信号；

步骤三、抓取、运输和定位放置物品，具体方法为：

当微控制器模块21根据其采集的货架距离信号判断到所述行走小车距离前方货架的距离等于20cm时，所述微控制器模块21控制语音播放电路模块18播放语音提示信号，提示用户开始抓取物品；用户听到语音提示信号后，在手机上操作APP驱动部分20，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体1、食指指体2、中指指体3、无名指指体4和小拇指指体5向内弯曲，抓取物品；

当所述仿生机械抓手抓取到物品后，用户按照货架上物品放置位置的方向，操作APP驱动部分20的行走小车方向控制模块，通过按下向前控制按键模块42、向后控制按键模块44、向左控制按键模块41或向右控制按键模块43，控制所述行走小车的行走方向，将所述仿生机械抓手抓取的物品送到指定货架处；

当所述仿生机械抓手将抓取的物品送到指定货架处后，用户再在手机上操作APP驱动部分20，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体1、食指指体2、中指指体3、无名指指体4和小拇指指体5伸展开，将物品放置到指定的物品放置位置上；

所述行走小车行走运输物品的过程中，当微控制器模块21根据其采集的障碍物距离信号判断到所述行走小车距离正前方障碍物的距离等于10cm时，所述微控制器模块21控制语音播放电路模块18播放语音提示信号，并通过前轮电机驱动电路27驱动左前轮电机34和右前轮电机35反转，所述行走小车进行后退动作；当微控制器模块21根据其采集的货架距离信号判断到所述行走小车距离正前方障碍物的距离等于20cm时，所述微控制器模块21控制语音播放电路模块18播放语音提示信号，提示用户操作APP驱动部分20的行走小车方向控制模块，用户听到语音提示信号后，在手机上操作APP驱动部分20，先按下向左控制按键模块41或向右控制按键模块43，再按下向前控制按键模块42，控制所述行走小车向左或向右绕开正前方障碍物行走。

本实施例中，步骤三中所述在手机上操作APP驱动部分20，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体1、食指指体2、中指指体3、无名指指体4和小拇指指体5向内弯曲的具体过程为：将大拇指滑动按键36-1沿着仿生大拇指36-2向下滑动，将食指滑动按键37-1沿着仿生食指37-2向下滑动，将中指滑动按键38-1沿着仿生中指38-2向下滑动，将无名指滑动按键39-1沿着仿生无名指39-2向下滑动，将大拇指滑动按键40-1沿着仿生小拇指40-2向下滑动，控制信号通过手机的蓝牙模块和蓝牙通信模块19传输给微控制器模块21；微控制器模块21通过大拇指电机驱动电路22驱动大拇指带动电机6正转，通过食指电机驱动电路23驱动食指带动电机7正转，通过中指电机驱动电路24驱动中指带动电机8正转，通过无名指电机驱动电路25驱动无名指带动电机9正转，通过小拇指电机驱动电路26驱动小拇指带动电机10正转，大拇指带动电机6通过大拇指连接钢丝拉动大拇指指体1向手掌板30的掌心侧弯曲，进行收缩；食指带动电机7通过食指连接钢丝拉动食指指体2向手掌板30的掌心侧弯曲，进行收缩；中指带动电机8通过中指连接钢丝拉动中指指体3向手掌板30的掌心侧弯曲，进行收缩；无名指带动电机9通过无名指连接钢丝拉动无名指指体4向手掌板30的掌心侧弯曲，进行收缩；小拇指带动电机10通过小拇指连接钢丝拉动小拇指指体5向手掌板30的掌心侧弯曲，进行收缩；

步骤三中所述在手机上操作APP驱动部分20，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体1、食指指体2、中指指体3、无名指指体4和小拇指指体5伸展开的具体过程为：将大拇指滑动按键36-1沿着仿生大拇指36-2向上滑动，将食指滑动按键37-1沿着仿生食指37-2向上滑动，将中指滑动按键38-1沿着仿生中指38-2向上滑动，将无名指滑动按键39-1沿着仿生无名指39-2向上滑动，将大拇指滑动按键40-1沿着仿生小拇指40-2向上滑动，控制信号通过手机的蓝牙模块和蓝牙通信模块19传输给微控制器模块21；微控制器模块21通过大拇指电机驱动电路22驱动大拇指带动电机6反转，通过食指电机驱动电路23驱动食指带动电机7反转，通过中指电机驱动电路24驱动中指带动电机8反转，通过无名指电机驱动电路25驱动无名指带动电机9反转，通过小拇指电机驱动电路26驱动小拇指带动电机10反转，大拇指带动电机6通过大拇指连接钢丝拉动大拇指指体1伸展开，食指带动电机7通过食指连接钢丝拉动食指指体2伸展开，中指带动电机8通过中指连接钢丝拉动中指指体3伸展开，无名指带动电机9通过无名指连接钢丝拉动无名指指体4伸展开，小拇指带动电机10通过小拇指连接钢丝拉动小拇指指体5伸展开；

步骤三中所述按下向前控制按键模块42、向后控制按键模块44、向左控制按键模块41或向右控制按键模块43，控制所述行走小车的行走方向，以及按下向左控制按键模块41或向右控制按键模块43，再按下向前控制按键模块42，控制所述行走小车向左或向右绕开正前方障碍物行走；其中，当按下向前控制按键模块42时，所述微控制器模块21通过前轮电机驱动电路27驱动左前轮电机34和右前轮电机35正转，所述行走小车前进；当按下向后控制按键模块44时，所述微控制器模块21通过前轮电机驱动电路27驱动左前轮电机34和右前轮电机35反转，所述行走小车后退；当按下向左控制按键模块41时，所述微控制器模块21停止通过前轮电机驱动电路27驱动左前轮电机34正转，并继续通过前轮电机驱动电路27驱动右前轮电机35正转，所述行走小车进行左转动作；当按下向右控制按键模块43时，所述微控制器模块21继续通过前轮电机驱动电路27驱动左前轮电机34正转，并停止通过前轮电机驱动电路27驱动右前轮电机35正转，所述行走小车进行右转动作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种车载智能仿生一体化抓手的控制系统，所述车载智能仿生一体化抓手包括行走小车和仿生机械抓手，所述行走小车包括车架(28)以及连接在车架(28)上的左前轮(13)、右前轮(15)和后轮(14)，所述车架(28)底部连接有用于带动左前轮(13)行走的左前轮电机(34)和用于带动右前轮(15)行走的右前轮电机(35)，所述车架(28)顶部通过支柱(29)连接有用于支撑仿生机械抓手的支撑板(12)，所述仿生机械抓手设置在支撑板(12)顶部；

所述仿生机械抓手包括手掌板(30)以及连接在手掌板(30)上的大拇指指体(1)、食指指体(2)、中指指体(3)、无名指指体(4)和小拇指指体(5)，所述手掌板(30)的底部连接有连接在支撑板(12)顶部的支撑架(11)，所述支撑架(11)上安装有大拇指带动电机(6)、食指带动电机(7)、中指带动电机(8)、无名指带动电机(9)和小拇指带动电机(10)，所述大拇指指体(1)通过大拇指连接钢丝与固定连接在大拇指带动电机(6)的输出轴上的钢丝盘连接，所述食指指体(2)通过食指连接钢丝与固定连接在食指带动电机(7)的输出轴上的钢丝盘连接，所述中指指体(3)通过中指连接钢丝与固定连接在中指带动电机(8)的输出轴上的钢丝盘连接，所述无名指指体(4)通过无名指连接钢丝与固定连接在无名指带动电机(9)的输出轴上的钢丝盘连接，所述小拇指指体(5)通过小拇指连接钢丝与固定连接在小拇指带动电机(10)的输出轴上的钢丝盘连接；所述大拇指指体(1)、食指指体(2)、中指指体(3)、无名指指体(4)和小拇指指体(5)均包括通过铰接轴依次铰接的指根、指中和指尖，所述手掌板(30)上固定连接有指根连接架，所述指根与所述指根连接架铰接，所述指根与所述指根连接架铰接处为指根纹，所述指中与所述指根铰接处为中节纹，所述指尖与所述指中铰接处为末节纹；所述指根纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指根连接架和所述指根铰接的第一弧形铰链，所述中节纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指根和所述指中铰接的第二弧形铰链，所述末节纹处设置有两端分别通过铰接轴与所述指中和所述指尖铰接的第三弧形铰链，所述第一弧形铰链与所述指根连接架的铰接轴与大拇指连接钢丝、食指连接钢丝、中指连接钢丝、无名指连接钢丝或小拇指连接钢丝连接；其特征在于：所述控制系统包括设置在车架(28)顶部的控制电路板和安装在手机上的APP驱动部分(20)，所述控制电路板上设置有抓手控制电路，所述抓手控制电路包括微控制器模块(21)和为抓手控制电路中各用电模块供电的电源模块(16)，以及与微控制器模块(21)相接的超声波测距模块(17)和蓝牙通信模块(19)；所述微控制器模块(21)的输出端接有语音播放电路模块(18)，用于驱动左前轮电机(34)和右前轮电机(35)的前轮电机驱动电路(27)，以及大拇指电机驱动电路(22)、食指电机驱动电路(23)、中指电机驱动电路(24)、无名指电机驱动电路(25)和小拇指电机驱动电路(26)；所述左前轮电机(34)和右前轮电机(35)均与前轮电机驱动电路(27)的输出端连接，所述大拇指带动电机(6)与大拇指电机驱动电路(22)的输出端连接，所述食指带动电机(7)与食指电机驱动电路(23)的输出端连接，所述中指带动电机(8)与中指电机驱动电路(24)的输出端连接，所述无名指带动电机(9)与无名指电机驱动电路(25)的输出端连接，所述小拇指带动电机(10)与小拇指电机驱动电路(26)的输出端连接；

所述APP驱动部分(20)包括仿生机械抓手控制模块、行走小车方向控制模块和蓝牙连接按键模块(45)，所述仿生机械抓手控制模块包括仿生手掌(31)以及设置在仿生手掌(31)上的仿生大拇指(36-2)、仿生食指(37-2)、仿生中指(38-2)、仿生无名指(39-2)和仿生小拇指(40-2)，所述仿生大拇指(36-2)上设置有用于对应控制大拇指指体(1)收缩或展开的大拇指滑动按键(36-1)，所述仿生食指(37-2)上设置有用于对应控制食指指体(2)收缩或展开的食指滑动按键(37-1)，所述仿生中指(38-2)上设置有用于对应控制中指指体(3)收缩或展开的中指滑动按键(38-1)，所述仿生无名指(39-2)上设置有用于对应控制无名指指体(4)收缩或展开的无名指滑动按键(39-1)，所述仿生小拇指(40-2)上设置有用于对应控制小拇指指体(5)收缩或展开的大拇指滑动按键(40-1)；所述行走小车方向控制模块包括向前控制按键模块(42)、向后控制按键模块(44)、向左控制按键模块(41)和向右控制按键模块(43)。

2.根据权利要求1所述的车载智能仿生一体化抓手的控制系统，其特征在于：所述微控制器模块(21)包括单片机AT89S52、晶振电路和复位电路，所述晶振电路包括晶振Y1、非极性电容C1和非极性电容C2，所述非极性电容C1的一端和晶振Y1的一端均与所述单片机AT89S52的第19引脚连接，所述非极性电容C1的另一端接地；所述非极性电容C2的一端和晶振Y1的另一端均与所述单片机AT89S52的第18引脚连接，所述非极性电容C1的另一端接地；所述复位电路包括复位按键K4、电阻R1和极性电容C12，所述复位按键K4的一端、电阻R1的一端和极性电容C12的负极均与所述单片机AT89S52的第9引脚连接，所述复位按键K4的另一端和极性电容C12的正极均与电源模块(16)的+5V电压输出端连接，所述电阻R1的另一端接地，所述单片机AT89S52的第20引脚接地，所述单片机AT89S52的第40引脚与电源模块(16)的+5V电压输出端连接。

3.根据权利要求2所述的车载智能仿生一体化抓手的控制系统，其特征在于：所述超声波测距模块(17)为US-100超声波测距模块，所述US-100超声波测距模块的数据发送端引脚TX与单片机AT89S52的第1引脚连接,所述US-100超声波测距模块的数据接收端引脚RX与单片机AT89S52的第2引脚连接；所述蓝牙通信模块(19)为HC-06蓝牙通信模块，所述HC-06蓝牙通信模块的数据发送端引脚TXD与单片机AT89S52的第10引脚连接,所述HC-06蓝牙通信模块的数据接收端引脚RXD与单片机AT89S52的第11引脚连接。

4.根据权利要求2所述的车载智能仿生一体化抓手的控制系统，其特征在于：所述语音播放电路模块(18)包括芯片ISD1706、发光二极管L5、蜂鸣器LS和麦克风MIC，所述芯片ISD1706的第1引脚与电源模块(16)的+5V电压输出端连接，所述发光二极管L5的阳极与芯片ISD1706的第1引脚连接，所述发光二极管L5的阴极通过电阻R9与芯片ISD1706的第2引脚连接，所述芯片ISD1706的第8引脚接地，所述芯片ISD1706的第10引脚通过非极性电容C4与麦克风MIC的正极连接，所述麦克风MIC的正极还通过串联的电阻R10和电阻R8与电源模块(16)的+5V电压输出端连接，所述电阻R10和电阻R8的连接端通过非极性电容C11接地，所述芯片ISD1706的第11引脚通过非极性电容C3与麦克风MIC的负极连接，所述麦克风MIC的负极还通过电阻R11接地，所述芯片ISD1706的第12引脚接地，所述芯片ISD1706的第14引脚与电源模块(16)的+5V电压输出端连接，且通过并联的非极性电容C5和极性电容C10接地，所述芯片ISD1706的第16引脚接地，所述芯片ISD1706的第18引脚通过极性电容C9接地，所述芯片ISD1706的第20引脚通过电阻R12接地，所述芯片ISD1706的第21引脚与电源模块(16)的+5V电压输出端连接，且通过并联的非极性电容C7和极性电容C8接地，所述芯片ISD1706的第23引脚与单片机AT89S52的第26引脚连接,所述芯片ISD1706的第26引脚与单片机AT89S52的第25引脚连接,所述芯片ISD1706的第28引脚与电源模块(16)的+5V电压输出端连接，且通过非极性电容C6接地；所述蜂鸣器LS的正极与单片机AT89S52的第15引脚连接，所述蜂鸣器LS的正极与单片机AT89S52的第13引脚连接。

5.根据权利要求2所述的车载智能仿生一体化抓手的控制系统，其特征在于：所述前轮电机驱动电路(27)包括芯片L298N、二极管D10、二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14、二极管D15、二极管D16、二极管D17、发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3和发光二极管L4，所述芯片L298N的IN1引脚、IN2引脚、IN3引脚和IN4引脚依次对应与所述单片机AT89S52的第39～36连接，所述芯片L298N的OUT1引脚和OUT2引脚分别与左前轮电机(34)的两端连接，所述芯片L298N的OUT3引脚和OUT4引脚分别与右前轮电机(35)的两端连接；所述芯片L298N的ENA引脚、ENB引脚、VSS引脚和VS引脚均与电源模块(16)的+5V电压输出端连接，所述芯片L298N的GND引脚、ISENA引脚和ISENB引脚均接地；所述芯片L298N的OUT1引脚与二极管D11的阳极和二极管D15的阴极连接，所述二极管D11的阴极与电源模块(16)的+12V电压输出端连接，所述二极管D15的阳极接地；所述芯片L298N的OUT2引脚与二极管D10的阳极和二极管D14的阴极连接，所述二极管D10的阴极与电源模块(16)的+12V电压输出端连接，所述二极管D14的阳极接地；所述芯片L298N的OUT2引脚通过电阻R2与发光二极管L1的阳极和发光二极管L2的阴极连接，所述发光二极管L1的阴极和发光二极管L2的阳极均与芯片L298N的OUT1引脚连接；所述芯片L298N的OUT3引脚与二极管D12的阳极和二极管D16的阴极连接，所述二极管D12的阴极与电源模块(16)的+12V电压输出端连接，所述二极管D16的阳极接地；所述芯片L298N的OUT4引脚与二极管D13的阳极和二极管D17的阴极连接，所述二极管D13的阴极与电源模块(16)的+12V电压输出端连接，所述二极管D17的阳极接地；所述芯片L298N的OUT4引脚通过电阻R3与发光二极管L3的阳极和发光二极管L4的阴极连接，所述发光二极管L3的阴极和发光二极管L4的阳极均与芯片L298N的OUT4引脚连接。

6.根据权利要求2所述的车载智能仿生一体化抓手的控制系统，其特征在于：所述大拇指带动电机(6)、食指带动电机(7)、中指带动电机(8)、无名指带动电机(9)和小拇指带动电机(10)均为两相四线制步进电机，所述大拇指电机驱动电路(22)、食指电机驱动电路(23)、中指电机驱动电路(24)、无名指电机驱动电路(25)和小拇指电机驱动电路(26)的电路结构相同且均包括电机驱动芯片A4988以及型号均为TLP521-1的光耦隔离芯片U6和光耦隔离芯片U7，所述电机驱动芯片A4988的第1～4引脚以及第9引脚和第15引脚均接地，所述电机驱动芯片A4988的第5引脚与第6引脚连接，所述电机驱动芯片A4988的第10引脚与电源模块(16)的+5V电压输出端连接，所述电机驱动芯片A4988的第16引脚与电源模块(16)的+30V电压输出端连接，所述电机驱动芯片A4988的第11～14引脚依次对应与大拇指带动电机(6)、食指带动电机(7)、中指带动电机(8)、无名指带动电机(9)或小拇指带动电机(10)的A接线端、C接线端、B接线端和D接线端连接，所述电机驱动芯片A4988的第7引脚与光耦隔离芯片U6的第3引脚连接，且通过电阻R6与电源模块(16)的+5V电压输出端连接，所述电机驱动芯片A4988的第8引脚与光耦隔离芯片U7的第3引脚连接，且通过电阻R7与电源模块(16)的+5V电压输出端连接，所述光耦隔离芯片U6的第1引脚上接有电阻R4，所述电阻R4未与光耦隔离芯片U6连接的一端为大拇指电机驱动电路(22)、食指电机驱动电路(23)、中指电机驱动电路(24)、无名指电机驱动电路(25)或小拇指电机驱动电路(26)的第一输入端IN1，所述光耦隔离芯片U7的第1引脚上接有电阻R5，所述电阻R5未与光耦隔离芯片U7连接的一端为大拇指电机驱动电路(22)、食指电机驱动电路(23)、中指电机驱动电路(24)、无名指电机驱动电路(25)或小拇指电机驱动电路(26)的第二输入端IN2，所述光耦隔离芯片U6的第2引脚和第4引脚均接地，所述光耦隔离芯片U7的第2引脚和第4引脚均接地；所述大拇指电机驱动电路(22)的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第35引脚连接,所述大拇指电机驱动电路(22)的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第34引脚连接；所述食指电机驱动电路(23)的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第33引脚连接,所述食指电机驱动电路(23)的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第32引脚连接；所述中指电机驱动电路(24)的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第3引脚连接,所述中指电机驱动电路(24)的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第4引脚连接；所述无名指电机驱动电路(25)的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第5引脚连接,所述无名指电机驱动电路(25)的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第6引脚连接；所述小拇指电机驱动电路(26)的第一输入端IN1与单片机AT89S52的第7引脚连接,所述小拇指电机驱动电路(26)的第二输入端IN2与单片机AT89S52的第8引脚连接。

7.一种采用如权利要求2所述控制系统对所述车载智能仿生一体化抓手进行控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、用户下载APP驱动软件至手机中，按下蓝牙连接按键模块(45)，打开手机的蓝牙模块，通过蓝牙通信模块(19)与抓手控制电路连接；

步骤二、数据采集及传输：超声波测距模块(17)对所述行走小车行走前方的障碍物距离和货架距离进行检测并将检测的信号输出给微控制器模块(21)，微控制器模块(21)采集超声波测距模块(17)检测到的障碍物距离信号和货架距离信号；

步骤三、抓取、运输和定位放置物品，具体方法为：

当微控制器模块(21)根据其采集的货架距离信号判断到所述行走小车距离前方货架的距离等于20cm时，所述微控制器模块(21)控制语音播放电路模块(18)播放语音提示信号，提示用户开始抓取物品；用户听到语音提示信号后，在手机上操作APP驱动部分(20)，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体(1)、食指指体(2)、中指指体(3)、无名指指体(4)和小拇指指体(5)向内弯曲，抓取物品；

当所述仿生机械抓手抓取到物品后，用户根据货架上物品放置位置的方向，操作APP驱动部分(20)的行走小车方向控制模块，通过按下向前控制按键模块(42)、向后控制按键模块(44)、向左控制按键模块(41)或向右控制按键模块(43)，控制所述行走小车的行走方向，将所述仿生机械抓手抓取的物品送到指定货架处；

当所述仿生机械抓手将抓取的物品送到指定货架处后，用户再在手机上操作APP驱动部分(20)，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体(1)、食指指体(2)、中指指体(3)、无名指指体(4)和小拇指指体(5)伸展开，将物品放置到指定的物品放置位置上；

所述行走小车行走运输物品的过程中，当微控制器模块(21)根据其采集的障碍物距离信号判断到所述行走小车距离正前方障碍物的距离等于10cm时，所述微控制器模块(21)控制语音播放电路模块(18)播放语音提示信号，并通过前轮电机驱动电路(27)驱动左前轮电机(34)和右前轮电机(35)反转，所述行走小车进行后退动作；当微控制器模块(21)根据其采集的货架距离信号判断到所述行走小车距离正前方障碍物的距离等于20cm时，所述微控制器模块(21)控制语音播放电路模块(18)播放语音提示信号，提示用户操作APP驱动部分(20)的行走小车方向控制模块，用户听到语音提示信号后，在手机上操作APP驱动部分(20)，先按下向左控制按键模块(41)或向右控制按键模块(43)，再按下向前控制按键模块(42)，控制所述行走小车向左或向右绕开正前方障碍物行走。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤三中所述在手机上操作APP驱动部分(20)，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体(1)、食指指体(2)、中指指体(3)、无名指指体(4)和小拇指指体(5)向内弯曲的具体过程为：将大拇指滑动按键(36-1)沿着仿生大拇指(36-2)向下滑动，将食指滑动按键(37-1)沿着仿生食指(37-2)向下滑动，将中指滑动按键(38-1)沿着仿生中指(38-2)向下滑动，将无名指滑动按键(39-1)沿着仿生无名指(39-2)向下滑动，将大拇指滑动按键(40-1)沿着仿生小拇指(40-2)向下滑动，控制信号通过手机的蓝牙模块和蓝牙通信模块(19)传输给微控制器模块(21)；微控制器模块(21)通过大拇指电机驱动电路(22)驱动大拇指带动电机(6)正转，通过食指电机驱动电路(23)驱动食指带动电机(7)正转，通过中指电机驱动电路(24)驱动中指带动电机(8)正转，通过无名指电机驱动电路(25)驱动无名指带动电机(9)正转，通过小拇指电机驱动电路(26)驱动小拇指带动电机(10)正转，大拇指带动电机(6)通过大拇指连接钢丝拉动大拇指指体(1)向手掌板(30)的掌心侧弯曲，进行收缩；食指带动电机(7)通过食指连接钢丝拉动食指指体(2)向手掌板(30)的掌心侧弯曲，进行收缩；中指带动电机(8)通过中指连接钢丝拉动中指指体(3)向手掌板(30)的掌心侧弯曲，进行收缩；无名指带动电机(9)通过无名指连接钢丝拉动无名指指体(4)向手掌板(30)的掌心侧弯曲，进行收缩；小拇指带动电机(10)通过小拇指连接钢丝拉动小拇指指体(5)向手掌板(30)的掌心侧弯曲，进行收缩；

步骤三中所述在手机上操作APP驱动部分(20)，控制所述仿生机械抓手的大拇指指体(1)、食指指体(2)、中指指体(3)、无名指指体(4)和小拇指指体(5)伸展开的具体过程为：将大拇指滑动按键(36-1)沿着仿生大拇指(36-2)向上滑动，将食指滑动按键(37-1)沿着仿生食指(37-2)向上滑动，将中指滑动按键(38-1)沿着仿生中指(38-2)向上滑动，将无名指滑动按键(39-1)沿着仿生无名指(39-2)向上滑动，将大拇指滑动按键(40-1)沿着仿生小拇指(40-2)向上滑动，控制信号通过手机的蓝牙模块和蓝牙通信模块(19)传输给微控制器模块(21)；微控制器模块(21)通过大拇指电机驱动电路(22)驱动大拇指带动电机(6)反转，通过食指电机驱动电路(23)驱动食指带动电机(7)反转，通过中指电机驱动电路(24)驱动中指带动电机(8)反转，通过无名指电机驱动电路(25)驱动无名指带动电机(9)反转，通过小拇指电机驱动电路(26)驱动小拇指带动电机(10)反转，大拇指带动电机(6)通过大拇指连接钢丝拉动大拇指指体(1)伸展开，食指带动电机(7)通过食指连接钢丝拉动食指指体(2)伸展开，中指带动电机(8)通过中指连接钢丝拉动中指指体(3)伸展开，无名指带动电机(9)通过无名指连接钢丝拉动无名指指体(4)伸展开，小拇指带动电机(10)通过小拇指连接钢丝拉动小拇指指体(5)伸展开；

步骤三中所述按下向前控制按键模块(42)、向后控制按键模块(44)、向左控制按键模块(41)或向右控制按键模块(43)，控制所述行走小车的行走方向，以及按下向左控制按键模块(41)或向右控制按键模块(43)，再按下向前控制按键模块(42)，控制所述行走小车向左或向右绕开正前方障碍物行走；其中，当按下向前控制按键模块(42)时，所述微控制器模块(21)通过前轮电机驱动电路(27)驱动左前轮电机(34)和右前轮电机(35)正转，所述行走小车前进；当按下向后控制按键模块(44)时，所述微控制器模块(21)通过前轮电机驱动电路(27)驱动左前轮电机(34)和右前轮电机(35)反转，所述行走小车后退；当按下向左控制按键模块(41)时，所述微控制器模块(21)停止通过前轮电机驱动电路(27)驱动左前轮电机(34)正转，并继续通过前轮电机驱动电路(27)驱动右前轮电机(35)正转，所述行走小车进行左转动作；当按下向右控制按键模块(43)时，所述微控制器模块(21)继续通过前轮电机驱动电路(27)驱动左前轮电机(34)正转，并停止通过前轮电机驱动电路(27)驱动右前轮电机(35)正转，所述行走小车进行右转动作。