CN203380892U - 基于fpga平台的机械手控制系统 - Google Patents
基于fpga平台的机械手控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203380892U CN203380892U CN201320457074.9U CN201320457074U CN203380892U CN 203380892 U CN203380892 U CN 203380892U CN 201320457074 U CN201320457074 U CN 201320457074U CN 203380892 U CN203380892 U CN 203380892U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- manipulator
- control system
- fpga
- controlled
- system based
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种基于FPGA平台的机械手控制系统。该机械手控制系统至少包括：用于摄取待控制的机械手及相关物品的图像信息的图像摄取单元；用于接收控制指令的通讯单元；与所述图像摄取单元及通讯单元相连接的FPGA控制平台，其通过对所述图像信息进行分析并基于相关控制指令来输出控制信号至所述待控制的机械手；以及与所述待控制的机械手及FPGA控制平台相连接的电源单元。本实用新型的优点包括：可以灵活操控机械手从事多种任务，结构简单，且成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制领域，特别是涉及一种基于FPGA平台的机械手控制系统。
背景技术
机械手是当前机械化生产中的重要工具。各种为特定任务设计的机械手准确、不知疲倦地完成各自的任务。例如，在申请号为200910300035.6的中国专利文献中，公开了一种能用于上料下料的机械手；又例如，在申请号为201180028549.6的中国专利文献中，公开了一种能用于输送半导体晶圆的机械手；再例如，在申请号为200410031684.8的中国专利文献中，提供了一种用于握持并移动细胞、微小金属制品等目标物的机械手。
虽然机械手能带来诸多便利，但如何有效控制机械手的操作已成为本领域技术人员关注的焦点。
例如，在申请号为201210124317.7的中国专利文献中公开了一种压力机上下料机械手控制系统，其基于PID控制算法来实现4轴交流伺服电机的同步控制和8通道的模拟量输入控制，并根据冲压工艺流程，来控制机械手和送料转盘运动及协调，以完成对产品的上下料工作。又例如，在申请号为201110129006.5的中国专利文献中，公开了一种机械手控制系统及控制方法，其主要包括传感器、单片机、电磁阀、汽缸等，由单片机根据输入的信号来控制电磁阀，电磁阀又孔子汽缸的动作，汽缸再带动机械手操作，由此实现对机械手的精确控制，消除切割头的误动作，提高安全性。
虽然已有各种不同结构的机械手控制系统，但现有的机械手控制系统往往只是控制机械手完成专门设计的任务，而如何有效控制能完成各类任务的机械手，已成为研究的焦点。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种通用性强、低成本且高灵活性的基于FPGA平台的机械手控制系统。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于FPGA平台的机械手控制系统，其至少包括：
用于摄取待控制的机械手及相关物品的图像信息的图像摄取单元；
用于接收控制指令的通讯单元；
与所述图像摄取单元及通讯单元相连接的FPGA控制平台，其通过对所述图像信息进行分析并基于相关控制指令来输出控制信号至所述待控制的机械手；以及
与所述待控制的机械手及FPGA控制平台相连接的电源单元。
优选地，所述图像摄取单元包括摄像头。
优选地，所述通讯单元包括2.4G通讯单元。
优选地，所述FPGA控制平台包括DDR内存单元。
优选地，所述待控制的机械手除拇指外的4个手指的每一个均只有2个关节；更为优选地，所述待控制的机械手的每一手指中均未设置驱动电机；更为优选地，所述待控制的机械手各手指只包括由皮带轮及皮带构成的连动部件，各驱动电机设置在手背。
如上所述，本实用新型的基于FPGA平台的机械手控制系统，具有以下有益效果：可以灵活操控机械手从事多种任务，结构简单，且成本较低。
附图说明
图1显示为本实用新型的基于FPGA平台的机械手控制系统示意图。
图2a至2c显示为本实用新型的基于FPGA平台的机械手控制系统所控制的机械手的优选示意图。
图3显示为本实用新型的基于FPGA平台的机械手控制系统的FPGA控制平台与图像摄取单元、通讯单元及机械手的连接示意图。
元件标号说明
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图所示，本实用新型提供一种基于FPGA平台的机械手控制系统。所述机械手控制系统1至少包括：图像摄取单元11、通讯单元12、FPGA控制平台13、以及电源单元14。
所述图像摄取单元11用于摄取待控制的机械手2及相关物品的图像信息。
其中，相关物品包括任何能被所述待控制的机械手抓取的物品。
其中，一种优选的待控制的机械手的结构如图2a所示，该机械手2包括：4个机械手指21（即食指、中指、无名指、小指）、一个机械拇指22、与4个机械手指21及机械拇指22连接的手掌23。
其中，每一机械手指21均包括第一指节211、固接所述第一指节211的第二指节212、及第三指节213。所述第二指节212基于连接第三指节213的第一连动部件214来实现自身的曲伸、第三指节213基于连接手掌23的第二连动部件215以实现自身的上抬下压、并基于第三连动部件216及连接手掌23的第四连动部件217来实现自身与第二指节的曲伸，第一连动部件214、第二连动部件215、第三连动部件216及第四连动部件217均由皮带轮及皮带构成，且分别与第一连动部件214、第二连动部件215、第三连动部件216及第四连动部件217连接的电机设置在手掌23，如图2b及2c所示。
由于4个机械手指21各自只有在第二指节212与第三指节213之间以及第三指节213与手掌23之间有关节，且各手指部分均只设置有由皮带轮及皮带构成的连动部件而不包含动力电机，故各手指较为灵活，能适合多种任务。
所述图像摄取单元11基于来自FPGA控制平台13的控制指令来摄取待控制的机械手和相关物品的图像信息，并将所摄取的图像信息传输回FPGA控制平台13。
优选地，所述图像摄取单元11采用摄像头来实现。
所述通讯单元12用于接收外部的控制指令，优选地，其包括2.4G通讯单元，由此可以实现对待控制的机械手的遥控。
所述FPGA控制平台13与所述图像摄取单元11及通讯单元12相连接，用于分析所述图像信息，并基于相关控制指令来输出控制信号至所述待控制的机械手。
所述FPGA控制平台13与所述图像摄取单元11及通讯单元12的具体连接方式如图3所示，即所述FPGA控制平台13通过数据线与电源线连接摄像头11及2.4G通讯单元、并通过数据线连接待控制的机械手2。
具体地，所述FPGA控制平台13先将来自摄像头的图像信号缓存在DDR内存单元中，随后对所缓存的图像信号进行边缘检测，得到物品的轮廓，再通过状态解析来确定待控制的机械手和物品的状态情况，接着再基于来自通讯单元12的控制指令对待控制的机械手和物品的状态进行综合分析后，发出相应控制信号来控制机械手的活动。
例如，基于图2a至2c所示的待控制的机械手，所述FPGA控制平台13可以发出控制各机械手指21上抬控制指令，来使得各机械手指21上抬，准备抓取物品，随后再发出控制各机械手指21弯曲的控制指令，使各机械手指21弯曲以抓住物品等。
所述电源单元14与所述待控制的机械手2及FPGA控制平台13相连接，用于向FPGA控制平台13提供所需电源，以便FPGA控制平台13能正常运行，并能向摄像头及2.4G通讯单元供电，同时也向待控制的机械手2各电机提供所需的电能，以便各电机运行。
综上所述，本实用新型的基于FPGA平台的机械手控制系统通过摄像头信号辅助，由FPGA控制平台进行分析和控制，可以灵活操控机械手的活动，而且本实施例中的机械手的结构简单，成本较低；整个系统具有良好的通用性，可以适合多种任务。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种基于FPGA平台的机械手控制系统，其特征在于，所述基于FPGA平台的机械手控制系统至少包括：
用于摄取待控制的机械手及相关物品的图像信息的图像摄取单元；
用于接收控制指令的通讯单元；
与所述图像摄取单元及通讯单元相连接的FPGA控制平台，其通过对所述图像信息进行分析并基于相关控制指令来输出控制信号至所述待控制的机械手；
与所述待控制的机械手及FPGA控制平台相连接的电源单元。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA平台的机械手控制系统，其特征在于：所述图像摄取单元包括摄像头。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA平台的机械手控制系统，其特征在于：所述通讯单元包括2.4G通讯单元。
4.根据权利要求1所述的基于FPGA平台的机械手控制系统，其特征在于：所述FPGA控制平台包括DDR内存单元。
5.根据权利要求1所述的基于FPGA平台的机械手控制系统，其特征在于：所述待控制的机械手除拇指外的4个手指的每一个均只有2个关节。
6.根据权利要求5所述的基于FPGA平台的机械手控制系统，其特征在于：所述待控制的机械手的每一手指中均未设置驱动电机。
7.根据权利要求5所述的基于FPGA平台的机械手控制系统，其特征在于：所述待控制的机械手的驱动电机设置在手背。
8.根据权利要求5所述的基于FPGA平台的机械手控制系统，其特征在于：所述待控制的机械手各手指包括由皮带轮及皮带构成的连动部件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320457074.9U CN203380892U (zh) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | 基于fpga平台的机械手控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320457074.9U CN203380892U (zh) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | 基于fpga平台的机械手控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203380892U true CN203380892U (zh) | 2014-01-08 |
Family
ID=49869417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320457074.9U Expired - Fee Related CN203380892U (zh) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | 基于fpga平台的机械手控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203380892U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105159157A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-12-16 | 重庆世纪精信实业（集团）有限公司 | 用于工业机械手远程控制的视频辅助系统 |
| CN106426183A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 成都跟驰科技有限公司 | 一种模拟手部运动的机械臂控制系统 |
| CN106514601A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-03-22 | 成都跟驰科技有限公司 | 一种采用动作捕捉技术辅助机械手臂工作的系统 |
-
2013
- 2013-07-29 CN CN201320457074.9U patent/CN203380892U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105159157A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-12-16 | 重庆世纪精信实业（集团）有限公司 | 用于工业机械手远程控制的视频辅助系统 |
| CN105159157B (zh) * | 2015-07-31 | 2017-11-21 | 重庆世纪精信实业（集团）有限公司 | 用于工业机械手远程控制的视频辅助系统 |
| CN106426183A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 成都跟驰科技有限公司 | 一种模拟手部运动的机械臂控制系统 |
| CN106514601A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-03-22 | 成都跟驰科技有限公司 | 一种采用动作捕捉技术辅助机械手臂工作的系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204997657U (zh) | 一种具有模仿功能的仿生机械手 | |
| CN203881298U (zh) | 一种用于检测工业机器人手臂运动重复定位精度的检测装置 | |
| CN205032395U (zh) | 一种机器人视觉分拣设备 | |
| CN204710729U (zh) | 基于视觉跟踪技术的快递包裹分拣装置 | |
| CN106826769A (zh) | 一种工业机器人快速示教装置及其实现方法 | |
| CN203380892U (zh) | 基于fpga平台的机械手控制系统 | |
| CN203765607U (zh) | 组合双臂多功能机器人 | |
| CN205068294U (zh) | 机器人人机交互装置 | |
| CN103192363A (zh) | 平面三自由度柔性铰链并联机器人控制装置及方法 | |
| CN107696036B (zh) | 一种仿人机械臂用的拖动示教器 | |
| CN105598974A (zh) | 机械手运动方法及其系统 | |
| CN209240004U (zh) | 智能机械臂系统 | |
| CN205521354U (zh) | 一种取物机器人 | |
| CN108972564A (zh) | 一种码垛机器人控制系统 | |
| Raj et al. | Static gesture recognition based precise positioning of 5-DOF robotic arm using FPGA | |
| CN204751481U (zh) | Agv用叉钳两用货物存取装置 | |
| CN216442542U (zh) | 一种智能双臂机器人 | |
| CN207696540U (zh) | 一种方便操作的机器人控制系统 | |
| CN205799526U (zh) | 一种工业机器人伺服控制装置 | |
| CN214456312U (zh) | 一种智能控制桥臂的起重机防摇系统 | |
| CN103466338B (zh) | 自动码垛图书装置 | |
| CN205254978U (zh) | 一种基于机器视觉识别的小型机器人分拣搬运系统 | |
| CN106217396A (zh) | 基于触觉控制的智能助力系统 | |
| CN203117786U (zh) | 一种山地农业机器人远程无线触摸屏控制系统 | |
| CN207172078U (zh) | 一种多异构工业机器人控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140108 Termination date: 20160729 |