CN113043262A

CN113043262A - 机械手抓取物体的分级调速的方法及系统

Info

Publication number: CN113043262A
Application number: CN201911373463.1A
Authority: CN
Inventors: 刘世昌; 赵晨; 邹风山; 宋宇宁; 崔可夫; 武桐
Original assignee: Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Current assignee: Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2021-06-29

Abstract

本发明提供一种机械手抓取物体的分级调速的方法，包括以下步骤：接收抓取指令，电机以恒定的第一速度带动机械手向夹紧方向运转直至机械手接触被抓物体且机械手的作用力达到第一预设数值；电机继续以第二速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第二预设数值；电机继续以恒定的第三速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第三预设数值，电机停止运转。本发明提供的机械手抓取物体的分级调速的方法及系统，配套要求低、功能性与场景适应能力强。

Description

机械手抓取物体的分级调速的方法及系统

【技术领域】

本发明涉及机械手的控制技术领域，尤其涉及一种机械手抓取物体的分级调速的方法与系统。

【背景技术】

目前国内市面上的大多数气动与电动机械手很多为项目正对性选型或集成商进行非标定制，抓持方式单一、行程十分有限、抓持力不可调。另外气动方案对现场气源、附件等配套要求高，只能应用于单一工位与工作场景下。即使通过加入快换装置更换不同夹具以适应不同物体，对于夹具的数量、成本、设计与现场编程等还是有很大的挑战。总体来看，不足以满足工业生产中日益增加的多样性、柔性化和智能化的抓取需求。

随着很多行业产品迭代越来越快、订制化生产需求越来越强，对自动化产线的多样性、柔性制造能力的需求也越来越高。智能制造的时代在于降本增效，机器人与末端执行器的智能化甚至可以一定程度上精简工艺流程。所以，“易于拓展、配套要求低、功能性与场景适应能力强”等特点让这种具有分级调速抓取功能的电动机械手的使用成为一个趋势。

鉴于此，实有必要提供一种新的机械手抓取物体的分级调速的方法与系统以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种配套要求低、功能性与场景适应能力强的机械手抓取物体的分级调速的方法与系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种机械手抓取物体的分级调速的方法，包括以下步骤：

接收抓取指令，电机以恒定的第一速度带动机械手向夹紧方向运转直至机械手接触被抓物体且机械手的作用力达到第一预设数值；

电机继续以第二速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第二预设数值；

电机继续以恒定的第三速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第三预设数值，电机停止运转。

在一个优选实施方式中，第一速度＞第二速度＞第三速度，第一预设数值＜第二预设数值＜第三预设数值。

在一个优选实施方式中，所述电机继续以第二速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第二预设数值包括以下步骤：

电机以恒定的第四速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第四预设数值；

电机以恒定的第五速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第五预设数值；

电机以恒定的第六速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第二预设数值；

在一个优选实施方式中，第一预设数值＜第四预设数值＜第五预设数值＜第二预设数值；第一速度＞第四速度＞第五速度＞第六速度＞第三速度。

本发明还提供一种机械手抓取物体的分级调速的系统，包括控制模块、处理器模块、传感器模块、电机以及机械手，所述电机带动所述机械手夹紧或者松开；所述控制模块用于向所述处理器模块发送抓取指令，所述处理器模块接收所述控制模块的抓取指令，并使所述电机以恒定的第一速度带动所述机械手向夹紧方向运转直至所述机械手接触被抓物体且所述机械手的作用力达到第一预设数值；所述处理器模块使所述电机继续以第二速度带动所述机械手向夹紧方向运转直至所述机械手接触被抓物体且所述机械手的作用力达到第二预设数值；所述处理器模块使所述电机继续以恒定的第三速度带动所述机械手向夹紧方向运转直至所述机械手接触被抓物体且所述机械手的作用力达到第三预设数值，所述电机停止转动。

在一个优选实施方式中，所述处理器模块接收并根据所述传感器模块采集的信息使所述电机以恒定的第四速度带动所述机械手向夹紧方向运转，直至所述传感器模块采集的所述机械手的作用力达到第四预设数值；

所述处理器模块接收并根据所述传感器模块采集的信息使所述电机使所述电机以恒定的第五速度带动所述机械手向夹紧方向运转，直至所述传感器模块采集的所述机械手的作用力达到第五预设数值；

所述处理器模块接收并根据所述传感器模块采集的信息使所述电机使所述电机以恒定的第六速度带动所述机械手向夹紧方向运转，直至所述传感器模块采集的所述机械手的作用力达到第二预设数值。

在一个优选实施方式中，所述控制模块通过CAN总线与所述处理器模块、所述传感器模块及所述电机连通；所述控制模块能够实时查看所述传感器模块采集的数据及所述电机的转速。

在一个优选实施方式中，所述机械手抓取物体的分级调速的系统还包括电源模块，所述电源模块用于分别向所述处理器模块、所述传感器模块、所述电机供电。

本发明提供的机械手抓取物体的分级调速的方法及系统，通过调整电机的转速，使得机械手抓取物体不仅省时，还实现对机械手抓取物体作用力的精确控制，使得机械手抓取物体的配套要求低、功能性与场景适应能力强。本发明提供的机械手抓取物体的分级调速的方法及系统，配套要求低、功能性与场景适应能力强。

【附图说明】

图1为本发明提供的机械手抓取物体的分级调速的方法的流程图。

图2为图1所示的机械手抓取物体的分级调速的方法的流程图子流程图。

图3为本发明提供的机械手抓取物体的分级调速的系统的结构框图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

请参照图1，本发明提供一种机械手抓取物体的分级调速的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01，接收抓取指令，电机以恒定的第一速度带动机械手向夹紧方向运转直至机械手接触被抓物体且机械手的作用力达到第一预设数值。

具体的，接收抓取指令后，电机快速转动直至机械手接触被抓物体且机械手的作用力达到第一预设数值。此过程中，电机以恒定的第一速度转动，既确保机械手接触被抓物体耗费时间最短，又使得此过程易于控制。

步骤S02，电机继续以第二速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第二预设数值。

其中，所述第二速度可以实现变速调节，使得机械臂在抓取物体的过程中尽可能的不损伤物体，对物体起到一定的保护作用，能够增强机械手的功能性与场景适应能力强。

步骤S03，电机继续以恒定的第三速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第三预设数值，电机停止运转。

具体的，第一速度＞第二速度＞第三速度，第一预设数值＜第二预设数值＜第三预设数值。

请参照图2，步骤S02中，机械手的作用力达到第二预设数值过程中，可对电机的转速进行多次变速调节，具体的，

步骤S21，电机以恒定的第四速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第四预设数值；

步骤S22，电机以恒定的第五速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第五预设数值；

步骤S23，电机以恒定的第六速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第二预设数值；

其中，第一预设数值＜第四预设数值＜第五预设数值＜第二预设数值；第一速度＞第四速度＞第五速度＞第六速度＞第三速度。

在步骤S02中，电机的转速呈阶梯状的依次递减，使得机械手对物体的抓取力的控制更加精确、可靠。可以理解的，本步骤中，转轴的转速并不仅限于第四速度、第五速度与第六速度。

本发明提供的机械手抓取物体的分级调速的方法，通过调整电机的转速，使得机械手抓取物体不仅省时，还实现对机械手抓取物体作用力的精确控制，使得机械手抓取物体的配套要求低、功能性与场景适应能力强。本发明提供的机械手抓取物体的分级调速的方法，配套要求低、功能性与场景适应能力强。

请参照图3，本发明还提供一种机械手抓取物体的分级调速的系统100，包括控制模块10、处理器模块20、传感器模块30、电机40以及机械手50。

其中，所述电机40带动所述机械手50夹紧或者松开，所述控制模块10用于向所述处理器模块20发送抓取或者松开指令。所述处理器模块20接收所述控制模块10的抓取指令，并使所述电机10以恒定的第一速度带动所述机械手50向夹紧方向运转直至所述机械手50接触被抓物体且所述机械手50的作用力达到第一预设数值。所述处理器模块20使所述电机10继续以第二速度带动所述机械手50向夹紧方向运转直至所述机械手50接触被抓物体且所述机械手50的作用力达到第二预设数值。所述处理器模块20使所述电机10继续以恒定的第三速度带动所述机械手50向夹紧方向运转直至所述机械手50接触被抓物体且所述机械手50的作用力达到第三预设数值，所述电机40停止转动。

具体的，所述第一速度＞第二速度＞第三速度，第一预设数值＜第二预设数值＜第三预设数值。

在一个具体的实施例中，设所述机械手50对抓取物体需要的最大作用力为额定作用力，则第一预设数值为额定作用力数值的30％，第二预设数值为额定作用力数值的90％，第三预设数值为额定作用力数值的95％。

本实施例中，所述处理器模块20使所述电机10继续以第二速度带动所述机械手50向夹紧方向运转直至所述机械手50接触被抓物体且所述机械手50的作用力达到第二预设数值包括，

所述处理器模块20接收并根据所述传感器模块30采集的信息使所述电机40使所述电机40以恒定的第四速度带动所述机械手50向夹紧方向运转，直至所述传感器模块30采集的所述机械手50的作用力达到第四预设数值；

所述处理器模块20接收并根据所述传感器模块30采集的信息使所述电机40使所述电机40以恒定的第五速度带动所述机械手50向夹紧方向运转，直至所述传感器模块30采集的所述机械手50的作用力达到第五预设数值；

所述处理器模块20接收并根据所述传感器模块30采集的信息使所述电机40使所述电机40以恒定的第六速度带动所述机械手50向夹紧方向运转，直至所述传感器模块30采集的所述机械手50的作用力达到第二预设数值。

更进一步的，第二预设数值＜第四预设数值＜第五预设数值＜第二预设数值；第一速度＞第四速度＞第五速度＞第六速度＞第三速度。

具体的，第四预设数值为额定作用力数值的50％，第五预设数值为额定作用力数值的65％。

所述控制模块10通过CAN总线与所述处理器模块20、所述传感器模块30、所述电机40连通；所述控制模块10能够实时查看所述传感器模块30采集的数据及所述电机40的转速，进而实现对机械手抓取物体的分级调速的系统100的精确控制。本实施例中，所述控制模块10为上位机，第一预设数值、第二预设数值、第三预设数值、第四预设数值、第五预设数值可通过控制模块10输入并存储至所述处理器模块20中，同样的，第一速度、第二速度、第三速度、第四速度、第五速度、第六速度也可以通过控制模块10输入并存储至所述处理器模块20中。

所述机械手抓取物体的分级调速的系统100还包括电源模块60，所述电源模块60用于分别向所述处理器模块20、所述传感器模块30、所述电机40供电。

本发明提供的机械手抓取物体的分级调速的系统100，通过所述处理器模块20调整所述电机40的转速，使得所述机械手50抓取物体不仅省时，还实现对所述机械手50抓取物体作用力的精确控制，使得机械手抓取物体的配套要求低、功能性与场景适应能力强。本发明提供的机械手抓取物体的分级调速的系统，配套要求低、功能性与场景适应能力强。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims

1.一种机械手抓取物体的分级调速的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的机械手抓取物体的分级调速的方法，其特征在于，第一速度＞第二速度＞第三速度，第一预设数值＜第二预设数值＜第三预设数值。

3.如权利要求2所述的机械手抓取物体的分级调速的方法，其特征在于，所述电机继续以第二速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第二预设数值包括以下步骤：

电机以恒定的第六速度带动机械手向夹紧方向运转，直至机械手的作用力达到第二预设数值。

4.如权利要求3所述的机械手抓取物体的分级调速的方法，其特征在于，第一预设数值＜第四预设数值＜第五预设数值＜第二预设数值；第一速度＞第四速度＞第五速度＞第六速度＞第三速度。

5.一种机械手抓取物体的分级调速的系统，其特征在于，包括控制模块、处理器模块、传感器模块、电机以及机械手，所述电机带动所述机械手夹紧或者松开；所述控制模块向所述处理器模块发送抓取指令，所述处理器模块接收所述控制模块的抓取指令，并使所述电机以恒定的第一速度带动所述机械手向夹紧方向运转直至所述机械手接触被抓物体且所述机械手的作用力达到第一预设数值；所述处理器模块使所述电机继续以第二速度带动所述机械手向夹紧方向运转直至所述机械手接触被抓物体且所述机械手的作用力达到第二预设数值；所述处理器模块使所述电机继续以恒定的第三速度带动所述机械手向夹紧方向运转直至所述机械手接触被抓物体且所述机械手的作用力达到第三预设数值，所述电机停止转动。

6.如权利要求5所述的机械手抓取物体的分级调速的系统，其特征在于，第一速度＞第二速度＞第三速度，第一预设数值＜第二预设数值＜第三预设数值。

7.如权利要求6所述的机械手抓取物体的分级调速的系统，其特征在于，所述处理器模块使所述电机继续以第二速度带动所述机械手向夹紧方向运转直至所述机械手接触被抓物体且所述机械手的作用力达到第二预设数值包括，

所述处理器模块接收并根据所述传感器模块采集的信息使所述电机以恒定的第四速度带动所述机械手向夹紧方向运转，直至所述传感器模块采集的所述机械手的作用力达到第四预设数值；

8.如权利要求7所述的机械手抓取物体的分级调速的系统，其特征在于，第一预设数值＜第四预设数值＜第五预设数值＜第二预设数值；第一速度＞第四速度＞第五速度＞第六速度＞第三速度。

9.如权利要求5所述的机械手抓取物体的分级调速的系统，其特征在于，所述控制模块通过CAN总线与所述处理器模块、所述传感器模块及所述电机连通；所述控制模块能够实时查看所述传感器模块采集的数据及所述电机的转速。

10.如权利要求5所述的机械手抓取物体的分级调速的系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块用于分别向所述处理器模块、所述传感器模块、所述电机供电。