CN1281384C - 悬垂式智能机械手 - Google Patents

Abstract

悬垂式智能机械手，它是一种能自动避让障碍物的悬垂式智能机械手。手持遥控电路(1)的数据端接第一射频收发器(2)的数据端，(2)通过第一天线(2-1)、第二天线(4-1)与第二射频收发器(4)进行无线数据交换，(4)的数据端接中心控制装置(3)的数据端，(3)的五个驱动控制端分别接水平横向移动装置(5)、水平纵向移动装置(6)、垂直升降移动装置(8)、腕部转动装置(10)、手指分合装置(11)的受控端，(3)的两个信号输入端分别接重量检测装置(7)、手指握力检测装置(12)的输出端，(3)的信号端连接水平四向超声波收发装置(9)信号端。本发明能快速到达服务区、能高精度定位、能对被抓物体重量的检测、能对被抓物体施加的握力能自动调整，同时对工作现场人员起到安全保护的作用。

Description

悬垂式智能机械手

技术领域：

本发明涉及悬垂式吊装工具，具体是一种能自动避让障碍物的悬垂式智能机械手。

背景技术：

现有悬垂式机械手具有体积小，不占用地面空间，动作速度快，活动灵活，操作空间大的优点，可以在许多场合得到广泛的应用。如在厂房内搬运或装配复杂、多样的小型物品，在家庭或病房为活动不便的老弱病残服务等。但是高速运行的机械手稳定性差、定位性能差，大惯性可能对区间内人员造成严重伤害，严重影响了悬垂式机械手的应用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种悬垂式智能机械手。本发明可解决现有悬垂式机械手具在高速运行时，其稳定性差、定位性能差和大惯性对区间内人员造成严重伤害的问题。本发明由手持遥控电路1、第一射频收发器2、中心控制装置3、第二射频收发器4、水平横向移动装置5、水平纵向移动装置6、重量检测装置7、垂直升降移动装置8、水平四向超声波收发装置9、腕部转动装置10、手指分合装置11、手指握力检测装置12组成；手持遥控电路1的数据输出输入端连接第一射频收发器2的数据输入输出端，第一射频收发器2通过第一天线2-1、第二天线4-1与第二射频收发器4进行无线数据交换，第二射频收发器4的数据输出输入端连接中心控制装置3的数据输入输出端，中心控制装置3的五个驱动控制端分别连接水平横向移动装置5、水平纵向移动装置6、垂直升降移动装置8、腕部转动装置10、手指分合装置11的受控输入输出端，中心控制装置3的两个信号输入端分别连接重量检测装置7、手指握力检测装置12的输出端，中心控制装置3的信号输入输出端连接水平四向超声波收发装置9信号输出输入端；水平横向移动装置5的上端面连接在天棚13上，水平纵向移动装置6的上端面连接在水平横向移动装置5的下端面上，重量检测装置7的上端面连接在水平纵向移动装置6的下端面上，垂直升降移动装置8的上端面连接在重量检测装置7的下端面上，水平四向超声波收发装置9的上端面连接在垂直升降移动装置8的下端面上，腕部转动装置10的上端面连接在水平四向超声波收发装置9的下端面上，手指分合装置11的上端面连接在腕部转动装置10的下端面上，两个手指握力检测装置12的一个工作面分别连接在手指分合装置11的端面11-1、端面11-2上。本发明具有大范围、高速运动的特点，能快速到达服务区、能高精度定位、能对被抓物体重量的检测、能对被抓物体施加的握力能自动调整、能躲避运行路线上的障碍物，同时对工作现场人员起到安全保护的作用。

附图说明：

图1是本发明整体电路控制系统结构示意图，图2是本发明的整体机械结构示意图，图3是手持遥控电路1的电路结构示意图，图4是中心控制装置3的电路结构示意图。

具体实施方式：

结合图1、图2、图3、图4说明本实施方式，本实施方式由手持遥控电路1、第一射频收发器2、中心控制装置3、第二射频收发器4、水平横向移动装置5、水平纵向移动装置6、重量检测装置7、垂直升降移动装置8、水平四向超声波收发装置9、腕部转动装置10、手指分合装置11、手指握力检测装置12组成；手持遥控电路1的数据输出输入端连接第一射频收发器2的数据输入输出端，第一射频收发器2通过第一天线2-1、第二天线4-1与第二射频收发器4进行无线数据交换，第二射频收发器4的数据输出输入端连接中心控制装置3的数据输入输出端，中心控制装置3的五个驱动控制端分别连接水平横向移动装置5、水平纵向移动装置6、垂直升降移动装置8、腕部转动装置10、手指分合装置11的受控输入输出端，中心控制装置3的两个信号输入端分别连接重量检测装置7、手指握力检测装置12的输出端，中心控制装置3的信号输入输出端连接水平四向超声波收发装置9信号输出输入端；水平横向移动装置5的上端面连接在天棚13上，水平纵向移动装置6的上端面连接在水平横向移动装置5的下端面上，重量检测装置7的上端面连接在水平纵向移动装置6的下端面上，垂直升降移动装置8的上端面连接在重量检测装置7的下端面上，水平四向超声波收发装置9的上端面连接在垂直升降移动装置8的下端面上，腕部转动装置10的上端面连接在水平四向超声波收发装置9的下端面上，手指分合装置11的上端面连接在腕部转动装置10的下端面上，两个手指握力检测装置12的一个工作面分别连接在手指分合装置11的端面11-1、端面11-2上；所述手持遥控电路1由单片机1-1、LED显示灯电路1-2、键盘电路1-3组成；单片机1-1的显示输出端连接LED显示灯电路1-2的受控输入端，键盘电路1-3的输出端连接单片机1-1的输入端，单片机1-1的数据输出输入端连接第一射频收发器2的数据输入输出端；中心控制装置3由中心控制器3-1、第一驱动器3-2、第二驱动器3-3、重量信号转换器3-4、第三驱动器3-5、整形放大器3-6、第四驱动器3-7、第五驱动器3-8、手指握力信号转换器3-9、声光报警器3-10组成；中心控制器3-1的五个驱动数据输出输入端分别连接第一驱动器3-2、第二驱动器3-3、第三驱动器3-5、第四驱动器3-7、第五驱动器3-8的数据输入输出端，中心控制器3-1的两个数据信号输入端分别连接重量信号转换器3-4、手指握力信号转换器3-9的数据输出端，中心控制器3-1的数据信号输出输入端连接整形放大器3-6的数据信号输入输出端，中心控制器3-1的数据输出端连接声光报警器3-10的数据输入端，中心控制器3-1的数据输出输入端连接第二射频收发器4的数据输出输入端。工作原理：在操作时，机械手的三维运动指令、机械手的腕部动作指令和机械手的分合指令通过键盘电路1-3、单片机1-1、第一射频收发器2、第二射频收发器4输入到中心控制装置3中，中心控制装置3通过重量检测装置7、水平四向超声收发装置9、手指握力检测装置12接受的数据信息来判断是否接受上述的各种运行指令，并通过第二射频收发器4、第一射频收发器2、单片机1-1在LED显示灯电路1-2上显示相应的数据信息。第一射频收发器2、第二射频收发器4选用的型号是F05c/J05c射频发射接收模块，重量检测装置7选用的型号是AF2型半导体型应变片，水平四向超声波收发装置9选用的型号是T40/R40超声收发器，手指握力检测装置12选用的型号是AF2型半导体型应变片，单片机1-1选用的型号是EM78P54，中心控制器3-1选用的型号是Atmega128控制器，第一驱动器3-2、第二驱动器3-3、第三驱动器3-5选用的型号全是TLD132，重量信号转换器3-4选用的型号是INA128，整形放大器3-6选用的型号是MC34082，第四驱动器3-7、第五驱动器3-8选用的型号是Hms501J，手指握力信号转换器3-9选用的型号是INA128，水平横向移动装置5、水平纵向移动装置6、垂直升降移动装置8中的交流伺服电机选用的型号是DSM4，腕部转动装置10、手指分合装置11中的交流伺服电机选用的型号是J90LYX01。

Claims (3)

1、悬垂式智能机械手，其特征在于它由手持遥控电路(1)、第一射频收发器(2)、中心控制装置(3)、第二射频收发器(4)、水平横向移动装置(5)、水平纵向移动装置(6)、重量检测装置(7)、垂直升降移动装置(8)、水平四向超声波收发装置(9)、腕部转动装置(10)、手指分合装置(11)、手指握力检测装置(12)组成；手持遥控电路(1)的数据输出输入端连接第一射频收发器(2)的数据输入输出端，第一射频收发器(2)通过第一天线(2-1)、第二天线(4-1)与第二射频收发器(4)进行无线数据交换，第二射频收发器(4)的数据输出输入端连接中心控制装置(3)的数据输入输出端，中心控制装置(3)的五个驱动控制端分别连接水平横向移动装置(5)、水平纵向移动装置(6)、垂直升降移动装置(8)、腕部转动装置(10)、手指分合装置(11)的受控输入输出端，中心控制装置(3)的两个信号输入端分别连接重量检测装置(7)、手指握力检测装置(12)的输出端，中心控制装置(3)的信号输入输出端连接水平四向超声波收发装置(9)信号输出输入端；水平横向移动装置(5)的上端面连接在天棚(13)上，水平纵向移动装置(6)的上端面连接在水平横向移动装置(5)的下端面上，重量检测装置(7)的上端面连接在水平纵向移动装置(6)的下端面上，垂直升降移动装置(8)的上端面连接在重量检测装置(7)的下端面上，水平四向超声波收发装置(9)的上端面连接在垂直升降移动装置(8)的下端面上，腕部转动装置(10)的上端面连接在水平四向超声波收发装置(9)的下端面上，手指分合装置(11)的上端面连接在腕部转动装置(10)的下端面上，两个手指握力检测装置(12)的一个工作面分别连接在手指分合装置(11)的端面(11-1)、端面(11-2)上。

2、根据权利要求1所述的悬垂式智能机械手，其特征在于手持遥控电路(1)由单片机(1-1)、LED显示灯电路(1-2)、键盘电路(1-3)组成；单片机(1-1)的显示输出端连接LED显示灯电路(1-2)的受控输入端，键盘电路(1-3)的输出端连接单片机(1-1)的输入端，单片机(1-1)的数据输出输入端连接第一射频收发器(2)的数据输入输出端。

3、根据权利要求1所述的悬垂式智能机械手，其特征在于中心控制装置(3)由中心控制器(3-1)、第一驱动器(3-2)、第二驱动器(3-3)、重量信号转换器(3-4)、第三驱动器(3-5)、整形放大器(3-6)、第四驱动器(3-7)、第五驱动器(3-8)、手指握力信号转换器(3-9)、声光报警器(3-10)组成；中心控制器(3-1)的五个驱动数据输出输入端分别连接第一驱动器(3-2)、第二驱动器(3-3)、第三驱动器(3-5)、第四驱动器(3-7)、第五驱动器(3-8)的数据输入输出端，中心控制器(3-1)的两个数据信号输入端分别连接重量信号转换器(3-4)、手指握力信号转换器(3-9)的数据输出端，中心控制器(3-1)的数据信号输出输入端连接整形放大器(3-6)的数据信号输入输出端，中心控制器(3-1)的数据输出端连接声光报警器(3-10)的数据输入端，中心控制器(3-1)的数据输出输入端连接第二射频收发器(4)的数据输出输入端。

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