CN111702789A - 一种用于汽车线束生产的三维力预测夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于汽车线束生产的三维力预测夹具，该预测夹具由控制单元和用于夹取线束的机械结构单元组成，用于判断和控制机械结构单元力的控制单元内，设有单片机控制器，单片机控制器与集成步进电机驱动及电源模块连接，集成步进电机驱动及电源模块与步进电机连接；与线束接触部位的机械结构单元外表面上设有用于反馈线束所受三维力大小的电子皮肤，机械结构单元包括有机械手指和控制机械手指旋转的步进电机，步进电机通过齿轮传动机构与机械手指铰接的一端连接，同时，控制单元内的单片机控制器与机械结构单元和电子皮肤通过导线连接。本发明能够实现对汽车线束的精准夹取，同时可以实现对汽车线束下滑和扯断趋势的预测。
Description
技术领域
本发明属于汽车线束制作加工领域，涉及一种汽车线束夹具，特别涉及一种用于汽车线束生产的三维力预测夹具。
背景技术
随着人工智能技术的快速发展，越来越多的生产过程都实现了自动化。然而当前汽车线束生产过程却仍属于劳动密集型产业，主要原因在于，在线束的生产过程中存在着很多直径较小，质地较柔软的导线，这就导致了在夹取这类线束时很容易导致其滑落或被扯断。同时，线束在安装在工装板上的过程中，夹具需要准确的夹紧力以使线束能恰到好处的安在工装板上，这就要求线束夹具力度传感器的精度要高，能够实时的检测三维力，并对线束的滑落和夹断的趋势有一个提前的预测。
但常规的机械夹具很难像人手指一样灵活，且汽车线束的夹取对夹具的机械结构、传感器的精度、算法均有很高要求，虽然现存夹具可以实现对刚性物体的夹取，但由于线束的物理特性较为柔软脆弱，线束生产过程较为精密复杂，因此尚未存在合适的夹具和算法能自动夹取线束。
发明内容
发明目的
为解决上述问题，本发明目的在于提供一种用于汽车线束生产的三维力预测夹具，以实现对汽车线束的精准夹取，同时可以实现对汽车线束下滑和扯断趋势的预测。
技术方案
一种用于汽车线束生产的三维力预测夹具，该预测夹具由控制单元和用于夹取线束的机械结构单元组成，用于判断和控制机械结构单元力的控制单元内，设有单片机控制器，单片机控制器与集成步进电机驱动及电源模块连接，集成步进电机驱动及电源模块与步进电机连接；与线束接触部位的机械结构单元外表面上设有用于反馈线束所受三维力大小的电子皮肤，机械结构单元包括有机械手指和控制机械手指旋转的步进电机，步进电机通过齿轮传动机构与机械手指铰接的一端连接，同时，控制单元内的单片机控制器与机械结构单元和电子皮肤通过导线连接。
所述机械手指有两组，每组机械手指皆在壳体内设有一个与之啮合的步进电机，每组机械手指设有多个相互啮合的机械指节，每个机械指节的一端皆设有圆弧端齿结构并铰接在相邻的机械指节内，机械指节内的圆弧端齿结构与指节内步进电机齿轮啮合，指节内步进电机齿轮是固定在指节内步进电机上的，指节内步进电机是安装在机械指节内的。
每组机械手指离步进电机最远的机械指节的一端设有机械指尖。
所述机械指节和机械指尖的表面设有电子皮肤，控制单元与电子皮肤通过信号线连接，步进电机和指节内步进电机与控制单元通过导线连接。
所述控制单元由PC通信端口、单片机控制器、集成步进电机驱动和电源模块组成；其中，集成步进电机驱动及电源模块包含了多个步进电机驱动器及电源，以能够同时控制多台步进电机；单片机控制器的PC通信端口与PC机相连；单片机控制器与集成步进电机驱动及电源模块相连；集成步进电机驱动及电源模块与步进电机相连；控制单元内单片机与集成步进电机驱动及电源模块的具体连接方式为：单片机的PA0接口与步进电机驱动器的IN1接口相连；单片机的PA1接口与步进电机驱动的IN2接口相连；单片机的PA2接口与步进电机驱动的IN3接口相连；单片机的PA3接口与步进电机驱动的IN4接口相连；步进电机的A接口与步进电机驱动的A接口相连；步进电机的B接口与步进电机驱动的B接口相连；步进电机的C接口与步进电机驱动的C接口相连；步进电机的D接口与步进电机驱动的D口相连；步进电机中心抽头线与步进电机驱动器VCC相连；稳压电源的正极与步进电机驱动的VCC相连；稳压电源的负极与步进电机驱动的GND相连；控制单元与电子皮肤的具体连接方式为：电子皮肤的输出端口接单片机的PC1口，为A/D转换做准备；电子皮肤的VDD连接电源正极，GND接电源负极，为电子皮肤供电。
所述单片机为STM32F103ZET6单片机。
所述集成步进电机驱动及电源模块的电机驱动器包括有多个微型步进电机驱动ULN2003，电源包括有一个电源模块；每个步进电机驱动用于驱动一个步进电机，电源模块给控制单元、机械结构和电子皮肤供电。
所述电子皮肤由多个敏感单元组成，分别放置在两根机械手指的内部和机械指尖上；每一个敏感单元有四层结构，第一层为硅橡胶和固化剂混合而成，为电子皮肤封装；第二层和第四层为柔性PCB印刷电路板，作为电容的两极；第三层为PDMS作为支撑层；该电子皮肤相当于电容式三维力传感器，通过电容的变化来体现三维力的大小；当产生法向力时，电容的两级间距变化，导致电容大小变化，当产生切向力时，导致电容的正对面积变化，也会导致电容大小的变化；电子皮肤可以与曲率较大的部位相共形，具有良好的柔韧性；控制单元采集变化的电信号；即对ADC进行初始化后使能中断，开始A/D转换，转换后的数据送到控制单元，等待下一步的处理。
所述柔性PCB印刷电路板是聚酰亚胺或聚酯薄膜制成的。
所述电子皮肤的电容值变化与输入压力的关系呈非线性关系，在PC机上利用实验样本训练ELM神经网络，将参数通过PC通信端口导入单片机控制器内，以实现对夹具的离线控制；同时，控制器所包含的ELM神经网络控制算法还能对线束在夹具上的滑落与扯断进行预测；控制单元内的单片机控制集成步进电机驱动及电源模块，驱动步进电机。
优点及效果
本夹具有多个机械指节，针对不同的线径、不同形状和不同柔软度的线束能够进行有效的夹取，并能实现捋线工作；通过电子皮肤感知加在线束上的三维力转换为电容的变化，作为控制器的输入。经过ELM神经网络的解耦和预测，可以得知在当前三维力的状态下，线束是否会滑落，挤压或被扯断，预测的信息反馈给夹具，如有滑落趋势，则自动增大夹紧力，如有扯断趋势，则减小夹紧力，实现对夹取线束的力的实时控制。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明整体透视结构示意图；
图3是本发明的上面部分透视结构图；
图4是本发明的下面部分透视结构图；
图5机械指节结构示意图；
图6是本发明夹取小线径线束示意图；
图7是本发明捋线或夹取大线径线束示意图；
图8是本发明系统总体框图；
图9是本发明系统执行步骤流程图；
图10是本发明A/D转换子程序流程图；
图11是本发明判断子程序和步进电机驱动子程序流程图；
图12是本发明ELM神经网络处理及预测三维力信号过程框图。
附图标记说明：1.控制单元、2.机械结构单元、3.电子皮肤、4.PC通信端口、5.单片机控制器、6.集成步进电机驱动及电源模块、7.步进电机、8.传动齿轮、9.机械手指、10.第一指节、11.第二指节、12.第三指节、13机械指尖、14.第一指节内步进电机、15.第二指节内步进电机、16.第一机械指节外壳、17.第二机械指节外壳、18.第三机械指节外壳、19.第一导线孔、20.第二导线孔、21.指节导线孔、22.壳体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1-图5所示，一种用于汽车线束生产的三维力预测夹具，包括控制单元1和用于夹取线束的机械结构单元2，用于判断和控制机械结构单元2力的控制单元1，与机械结构单元2通过导线连接，机械结构单元2与线束接触的部位设有用于反馈线束所受三维力大小的电子皮肤3，所述机械结构单元2包括有机械手指9和步进电机7，控制单元1和步进电机7安装于壳体22内，机械手指9的一端铰接在壳体22内，步进电机7通过齿轮传动机构与机械手指9铰接的一端连接，所述齿轮传动机构包括有一个传动齿轮8，传动齿轮8通过一个转轴设于壳体22内；与步进电机7通过齿轮传动机构和机械手指9的一端啮合，机械手指9有两组，每组机械手指9皆在壳体22内设有一个与之啮合的步进电机7，每组机械手指9设有多个相互啮合的机械指节，本实施方式内每组机械手指9使用的是3个相互啮合的机械指节，每组机械手指9与步进电机7的距离由近及远依次为第一指节10、第二指节11和第三指节12，第一指节10、第二指节11和第三指节12皆设有指节导线孔21，第一指节10的第一机械指节外壳16和第二指节11的第二机械指节外壳17内，分别设有第一指节内步进电机14和第二指节内步进电机15，第三指节12只有第三机械指节外壳18，内侧没有步进电机。第一指节内步进电机14和第二指节内步进电机15的电机轴上设有齿轮，第一指节内步进电机14和第二指节11的一端啮合，第二指节内步进电机15与第三指节12的一端啮合，第三指节12的端部设有机械指尖13。综上，每个机械指节的一端皆设有圆弧端齿结构并铰接在相邻的机械指节内，机械指节内的圆弧端齿结构与指节内步进电机齿轮啮合，指节内步进电机齿轮是固定在指节内步进电机上的，指节内步进电机是安装在机械指节内的。所述机械指节和机械指尖13的表面设有电子皮肤3，控制单元1与电子皮肤3通过信号线连接，步进电机7和指节内步进电机与控制单元1通过导线连接。壳体22的侧壁设有第一导线孔19和第二导线孔20，用于穿过导线和信号线。
图6和图7分别为夹取线束时的两种不同的模式的示意图。夹取线径较小的线束时，采取用机械指尖13夹取的方式夹取线束。在夹取线径较大的线束或捋线时，采取用机械手指9内侧夹取线束的方式。
控制单元由PC通信端口、单片机控制器、集成步进电机驱动和电源模块组成；其中，集成步进电机驱动及电源模块包含了多个步进电机驱动器及电源，以能够同时控制多台步进电机；单片机控制器的PC通信端口与PC机相连；单片机控制器与集成步进电机驱动及电源模块相连；集成步进电机驱动及电源模块与步进电机相连；控制单元内单片机与集成步进电机驱动及电源模块的具体连接方式为：单片机为STM32F103ZET6单片机；该单片机性能好，功耗低，运行速度快，容量大，比较适合应用本发明中。以单片机与集成步进电机驱动中的一个步进电机驱动连接为例，单片机的PA0接口与步进电机驱动器的IN1接口相连；单片机的PA1接口与步进电机驱动的IN2接口相连；单片机的PA2接口与步进电机驱动的IN3接口相连；单片机的PA3接口与步进电机驱动的IN4接口相连；步进电机的A接口与步进电机驱动的A接口相连；步进电机的B接口与步进电机驱动的B接口相连；步进电机的C接口与步进电机驱动的C接口相连；步进电机的D接口与步进电机驱动的D口相连；步进电机中心抽头线与步进电机驱动器VCC相连；稳压电源的正极与步进电机驱动的VCC相连；稳压电源的负极与步进电机驱动的GND相连；相似地，可得单片机与其他步进电机驱动连接方式；控制单元与电子皮肤3的具体连接方式为：电子皮肤的输出端口接单片机的PC1口，为A/D转换做准备；电子皮肤的VDD连接电源正极，GND接电源负极，为电子皮肤供电。
集成步进电机驱动及电源模块的电机驱动器包括有多个微型步进电机驱动ULN2003，电源包括有一个电源模块；每个步进电机驱动用于驱动一个步进电机，电源模块给控制单元、机械结构和电子皮肤供电。
步进电机7为35BYJ-46步进电机，其孔距为42mm，安装在机械指节内的指节内步进电机型号为28BYJ-46，其尺寸相比步进电机7较小，安装孔距为25.4mm，重量仅为32g，适合机械指节这种狭小环境。步进电机带动机械指节运动的具体方式为：步进电机采取四相八拍的驱动方式，因此步距角为7.5度。单片机控制器产生脉冲信号输入步进电机驱动器，步进电机驱动器带动机械指节运动。单片机每产生一个脉冲信号则机械指节旋转7.5度，因此24个电脉冲能实现每个机械指节0-180的运动。但为了防止机械指节旋转角度过大导致机械结构发生碰撞而损坏，因此本发明把每个机械指节的运动限制在其中心轴两侧60度的范围内。
电子皮肤由多个敏感单元组成，分别放置在两根机械手指的内部和机械指尖上；每一个敏感单元有四层结构，第一层为硅橡胶和固化剂混合而成，为电子皮肤封装；第二层和第四层为柔性PCB印刷电路板，作为电容的两极；第三层为PDMS作为支撑层；该电子皮肤相当于电容式三维力传感器，通过电容的变化来体现三维力的大小；当产生法向力时，电容的两级间距变化，导致电容大小变化，当产生切向力时，导致电容的正对面积变化，也会导致电容大小的变化；电子皮肤可以与曲率较大的部位相共形，具有良好的柔韧性；控制单元采集变化的电信号；即对ADC进行初始化后使能中断，开始A/D转换，转换后的数据送到控制单元，等待下一步的处理。
柔性PCB印刷电路板是聚酰亚胺或聚酯薄膜制成的一种具有高度可靠性，可挠性印刷电路板；该电路板基于FPCB技术，将各电极和各焊盘制作在柔性的基底之上，使得各个电极可以做到最大程度的弯曲和变形，从而使得电子皮肤具有良好的柔性。
电子皮肤的电容值变化与输入压力的关系呈非线性关系，在PC机上利用大量的实验样本训练ELM神经网络，将参数通过PC通信端口导入单片机控制器内，以实现对夹具的离线控制；同时，控制器所包含的ELM神经网络控制算法还能对线束在夹具上的滑落与扯断进行预测；控制单元内的单片机控制集成步进电机驱动及电源模块，驱动步进电机。
图8是夹具硬件软件总框图。根据图7所示，硬件和软件功能配合可实现以下功能：线束夹具根据线束的半径采用不同的工作模式夹取线束，通过机械手指9内侧或机械指尖13的电子皮肤3来感知三维力信号。随后该三维力信号输入到单片机内，单片机内包含了PC机训练好的ELM神经网络算法。三维力信号经过单片机中的ELM神经网络算法的处理后，输出该时刻的三维力及预测的三维力。单片机判断线束在该三维力下是否会滑落或被扯断，如果存在滑落趋势，则自动加大夹紧力；如果存在被扯断趋势。则自动减小夹紧力。该夹具不仅能夹取不同线径的线束，也可以预防线束的损坏或滑落。
为了实现以上的功能，该系统软件部分包括了主程序、信号接收A/D转换子程序、电机控制子程序、ELM神经网络数据处理子程序。
根据图9所示，系统的具体工作步骤如下：步骤1通过单片机PC通信端口把训练完成,参数调整好的ELM神经网络存储到单片机中，并将预设滑动摩擦力与夹紧力存储在单片机内。步骤2调用步进电机驱动程序驱动电机转动，使夹具闭合夹紧线束，夹紧线束的同时接触到电子皮肤3。步骤3电子皮肤实时监测三维力数据，利用A/D转换子程序将电子皮肤3上采集到的三维力信号转换为数字信号然后传送给单片机。步骤4调用ELM神经网络子程序，处理并预测信号ELM神经网络的输入为电容变化产生的电信号，输出为该电信号下对应的三维（Fx、Fy和Fz）力值。步骤5调用判断子程序，判断该检测或预测到的三维力是否符合预期，将Fx和Fy与预设滑动摩擦力比较，将Fz与预设夹紧力比较，若判断夹取力度小或预测到滑落的趋势，则继续调用步进电机驱动子程序夹具自动加大夹紧力；如果夹紧力度过大，控制器则再次利用步进电机驱动程序驱动电机转动减小夹紧力，系统运行过程中将实时对三维力进行检测和预测，反复按照以上步骤执行，从而达到对夹取线束的实时控制。
ELM神经网络预测三维力的具体实现形式为：由于电子皮肤的电容值变化与输入压力的关系呈非线性关系，在PC机上利用大量的实验样本训练ELM神经网络，将参数通过PC通信端口4导入单片机控制器5内，以实现对夹具的离线控制。同时，控制器所包含的ELM神经网络控制算法还能对线束在夹具上的滑落与扯断进行预测。控制单元内的单片机5控制集成步进电机驱动及电源模块，驱动步进电机。
ELM神经网络为经过训练的ELM极限学习机网络，相比于SVR和BP，该ELM神经网络学习速度极快，泛化能力也较强，具有较好的鲁棒性，不仅能很好地用于三维力的解耦，也能实时准确地对汽车线束下滑和扯断地趋势做出预测。ELM神经网络的输入为电容变化产生的电信号，输出为该电信号下对应的三维（Fx、Fy、Fz）力值。并在得到三维（Fx、Fy、Fz）力值之后，将Fx、Fy与预设滑动摩擦力比较，将Fz与预设夹紧力比较，实现对线束扯断或滑落趋势的预测，最终该预测结果作为步进电机驱动器的输入来控制步进电机的运动。本发明设置ELM神经网络激励函数为S型函数，隐藏层神经元的数量为15。ELM输入权重矩阵和隐藏层阈值由随机算法给出。
机械指节的宽度为30mm，以便于微型的第一指节内步进电机14和第二指节内步进电机15安装在其内部。第二指节11由第一指节中的第一指节内步进电机14驱动，第三指节12由第二指节中的第二指节内步进电机15驱动，最后机械指尖13直接连接到第三指节11。控制单元1中的单片机控制器5与集成步进电机驱动及电源模块6相连，集成步进电机驱动及电源带动每个机械指节内的第一指节内步进电机14和第二指节内步进电机15，这样每根机械指节都能进行0-180度的弯曲。为了防止机械指节旋转角度过大导致机械结构发生碰撞而损坏，因此本发明把每个机械指节的运动限制在其中心轴两侧60度的范围内。
第一指节10转动的具体实现形式为：控制单元1内的单片机控制器5给集成步进电机驱动及电源模块6控制信号，使其驱动步进电机7，步进电机7驱动步进电机7上的小齿轮转动，步进电机7上的小齿轮联动两个传动齿轮8，两个传动齿轮8联动机械手指第一指节连杆上的小齿轮，带动机械手指第一指节10转动。第二指节11转动的具体实现形式为：控制单元1中的单片机控制器5，给集成步进电机驱动及电源模块6控制信号，使其驱动第一指节10中的第一指节内步进电机14，第一指节内步进电机带动第二指节11上的小齿轮，第二指节上的小齿轮带动第二指节11转动。第三指节12转动的实现形式和第二指节11转动的实现形式相同。
电子皮肤由多个敏感单元组成，分别放置在两根机械手指的内部和机械指尖上。每一个敏感单元有四层结构，第一层为硅橡胶和固化剂混合而成，为电子皮肤封装。第二层和第四层为柔性PCB印刷电路板，作为电容的两极。第三层为PDMS作为支撑层。该电子皮肤相当于电容式三维力传感器，通过电容的变化来体现三维力的大小。当产生法向力时，电容的两级间距变化，导致电容大小变化，当产生切向力时，导致电容的正对面积变化，也会导致电容大小的变化。电子皮肤可以与曲率较大的部位相共形，具有良好的柔韧性。控制单元采集变化的电信号；即对ADC进行初始化后使能中断，开始A/D转换，转换后的数据送到控制单元，等待下一步的处理。控制单元与机械皮肤的具体连接方式为：电子皮肤的输出端口接单片机的PC1口，为A/D转换做准备；电子皮肤的VDD连接电源正极，GND接电源负极，为电子皮肤供电。
图10所示是A/D转换子程序流程图。首先开启PC口的时钟和ADC1的时钟，设置PC1为模拟输入。复位ADC1，并设置分频因子，初始化ADC1，设置ADC1工作模式及规则序列。使能ADC1并校准，配置规则通道参数。开始A/D转换，EOC判断A/D转换是否结束，若转换没有结束则继续转换，若转换结束则将A/D转换后的结果存入ADC_DR寄存器内，等待进一步的处理。最后置位EOC标志位，结束A/D转换。
图11所示是判断子程序和步进电机驱动子程序。首先定义PA0、PA1、PA3、PA4接口和BSRR、BRR寄存器，寄存器存放控制字控制步进电机转动。设置延时时间作为脉冲延时。设置正转和反转的脉冲顺序，判断检测和预测的夹紧力是否过大或过小。如果夹紧力过大则电机反转，控制夹具松开；如果夹紧力过小则电机正转，控制及夹具闭合。
图12所示是ELM神经网络数据处理框图。由于电容值的变化和三维力信号的输出是非线性关系，因此将此非线性函数简化成ELM神经网络系统，可以做到数据的实时处理及预测。
本实例的夹具拥有两种不同的夹取方式，可以实现夹具在夹线和捋线过程中的三维力度控制和实时预测。不只针对圆形的线束，其他形状线束也可很好的夹取，很好地解决了在生线束过程中出现的线束滑落和被扯断的情况，提高了线束生产的效率。
显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种用于汽车线束生产的三维力预测夹具，其特征在于：该预测夹具由控制单元和用于夹取线束的机械结构单元组成，用于判断和控制机械结构单元力的控制单元内，设有单片机控制器，单片机控制器与集成步进电机驱动及电源模块连接，集成步进电机驱动及电源模块与步进电机连接；与线束接触部位的机械结构单元外表面上设有用于反馈线束所受三维力大小的电子皮肤，机械结构单元包括有机械手指和控制机械手指旋转的步进电机，步进电机通过齿轮传动机构与机械手指铰接的一端连接，同时，控制单元内的单片机控制器与机械结构单元和电子皮肤通过导线连接。
2.根据权利要求1所述的用于汽车线束生产的三维力预测夹具，其特征在于：所述机械手指有两组，每组机械手指皆在壳体内设有一个与之啮合的步进电机，每组机械手指设有多个相互啮合的机械指节，每个机械指节的一端皆设有圆弧端齿结构并铰接在相邻的机械指节内，机械指节内的圆弧端齿结构与指节内步进电机齿轮啮合，指节内步进电机齿轮是固定在指节内步进电机上的，指节内步进电机是安装在机械指节内的。
3.根据权利要求1或2所述的用于汽车线束生产的三维力预测夹具，其特征在于：每组机械手指离步进电机最远的机械指节的一端设有机械指尖。
4.根据权利要求3所述的用于汽车线束生产的三维力预测夹具，其特征在于：所述机械指节和机械指尖的表面设有电子皮肤，控制单元与电子皮肤通过信号线连接，步进电机和指节内步进电机与控制单元通过导线连接。
5.根据权利要求3所述的用于汽车线束生产的三维力预测夹具，其特征在于：所述控制单元由PC通信端口、单片机控制器、集成步进电机驱动和电源模块组成；其中，集成步进电机驱动及电源模块包含了多个步进电机驱动器及电源，以能够同时控制多台步进电机；单片机控制器的PC通信端口与PC机相连；单片机控制器与集成步进电机驱动及电源模块相连；集成步进电机驱动及电源模块与步进电机相连；控制单元内单片机与集成步进电机驱动及电源模块的具体连接方式为：单片机的PA0接口与步进电机驱动器的IN1接口相连；单片机的PA1接口与步进电机驱动的IN2接口相连；单片机的PA2接口与步进电机驱动的IN3接口相连；单片机的PA3接口与步进电机驱动的IN4接口相连；步进电机的A接口与步进电机驱动的A接口相连；步进电机的B接口与步进电机驱动的B接口相连；步进电机的C接口与步进电机驱动的C接口相连；步进电机的D接口与步进电机驱动的D口相连；步进电机中心抽头线与步进电机驱动器VCC相连；稳压电源的正极与步进电机驱动的VCC相连；稳压电源的负极与步进电机驱动的GND相连；控制单元与电子皮肤的具体连接方式为：电子皮肤的输出端口接单片机的PC1口，为A/D转换做准备；电子皮肤的VDD连接电源正极，GND接电源负极，为电子皮肤供电。
6.根据权利要求5所述的用于汽车线束生产的三维力预测夹具，其特征在于：所述单片机为STM32F103ZET6单片机。
7.根据权利要求5所述的用于汽车线束生产的三维力预测夹具，其特征在于：所述集成步进电机驱动及电源模块的电机驱动器包括有多个微型步进电机驱动ULN2003，电源包括有一个电源模块；每个步进电机驱动用于驱动一个步进电机，电源模块给控制单元、机械结构和电子皮肤供电。
8.根据权利要求1、2、4或5所述的用于汽车线束生产的三维力预测夹具，其特征在于：所述电子皮肤由多个敏感单元组成，分别放置在两根机械手指的内部和机械指尖的外表面上；每一个敏感单元有四层结构，第一层为硅橡胶和固化剂混合而成，为电子皮肤封装；第二层和第四层为柔性PCB印刷电路板，作为电容的两极；第三层为PDMS作为支撑层；该电子皮肤相当于电容式三维力传感器，通过电容的变化来体现三维力的大小；当产生法向力时，电容的两级间距变化，导致电容大小变化，当产生切向力时，导致电容的正对面积变化，也会导致电容大小的变化；电子皮肤可以与曲率较大的部位相共形，具有良好的柔韧性；控制单元采集变化的电信号；即对ADC进行初始化后使能中断，开始A/D转换，转换后的数据送到控制单元，等待下一步的处理。
9.根据权利要求8所述的用于汽车线束生产的三维力预测夹具，其特征在于：所述柔性PCB印刷电路板是聚酰亚胺或聚酯薄膜制成的。
10.根据权利要求5所述的用于汽车线束生产的三维力预测夹具，其特征在于：所述电子皮肤的电容值变化与输入压力的关系呈非线性关系，在PC机上利用实验样本训练ELM神经网络，将参数通过PC通信端口导入单片机控制器内，以实现对夹具的离线控制；同时，控制器所包含的ELM神经网络控制算法还能对线束在夹具上的滑落与扯断进行预测；控制单元内的单片机控制集成步进电机驱动及电源模块，驱动步进电机。
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