CN206311929U - 一种机械手抓取物体控制装置 - Google Patents

一种机械手抓取物体控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN206311929U
CN206311929U CN201621347261.1U CN201621347261U CN206311929U CN 206311929 U CN206311929 U CN 206311929U CN 201621347261 U CN201621347261 U CN 201621347261U CN 206311929 U CN206311929 U CN 206311929U
Authority
CN
China
Prior art keywords
pin
module
electric capacity
ground connection
signal transacting
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
Application number
CN201621347261.1U
Other languages
English (en)
Inventor
吴涛
赵文豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN201621347261.1U priority Critical patent/CN206311929U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN206311929U publication Critical patent/CN206311929U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本实用新型涉及一种机械手抓取物体控制装置,属机器人控制领域。主要包括电源模块、蓝牙遥控与串口通信模块、信号处理与操作模块、舵机控制模块,所述电源模块的输出端子与信号处理与操作模块的电源端子相连,蓝牙遥控与串口通信模块的输出端子与信号处理操作模块的输入端子相连,信号处理与操作模块的输出端子与舵机控制模块的输入端子相连。针对机械手抓取物体的问题,采用单片机为核心对机械手抓取物体进行控制系统设计。该装置可安装于飞行器、机械臂等载体上,实现物体的抓取功能。设计中添加了蓝牙遥控模块,输入控制量的更新在蓝牙串口接收到抓取命令,在定时器中断中实现舵机的PID控制,从而实现对物体的抓取。

Description

一种机械手抓取物体控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种机械手抓取物体控制装置,属于机器人技术领域。
背景技术
机器人技术的发展及普及,已经悄无声息的进入人们的生活的各个领域,基于机器人的应用不断丰富人们的生活。街景航拍,灾后救援,地形绘制,物体运送。基于平台装置能够为科学实验、工程监控、气象监测、灾害预警等提供很好的应用平台,具有广阔的应用前景。利用机器人进行搬运移动操纵,可以在偏远地区和人类很难到达的高建筑物上完成检查或物体的搬运,高空危险做业,快速准确移动物体,以及人不容易到达的空间代替人手的操作。实现物体的抓取,移动、投放以及其他特定操作,灵敏准确完成目标动作。可以用于高空危险做业,快速准确移动物体,以及到达人不容易到达的空间代替人手的操作。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是:提供一种机械手抓取物体控制装置,用以安装在无人机、机械臂等装置上,可完成高空危险做业,快速准确移动物体,以到达人不容易到达的空间代替人手的操作。
本实用新型采用的技术方案是:一种机械手抓取物体控制装置,包括电源模块1、蓝牙遥控与串口通信模块2、信号处理与操作模块3、舵机控制模块4,所述电源模块1的输出端子与信号处理与操作模块3的电源端子相连,蓝牙遥控与串口通信模块2的输出端子与信号处理操作模块3的输入端子相连,信号处理与操作模块3的输出端子与舵机控制模块4的输入端子相连;
所述电源模块1用于供电,所述蓝牙遥控与串口通信模块2用于接收外部的控制信号,并将所接收的信号传递给信号处理与操作模块3,所述信号处理与操作模块3包含STM32F103C6单片机及其外围电路,用于接收蓝牙遥控与串口通信模块2的信号,对信号处理后发送到舵机控制模块4,所述舵机控制模块4,用以接收从信号处理与操作模块3中的单片机传来的PWM控制信号,并驱动舵机旋转。
优选地,所述的电源模块1包含电阻R1、电容C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6 、C7,电压转换芯片78L05(U2)、电压转换芯片ASM1117-3.0(U1),发光二极管LED1;输入电池电压6.0V分别接电压转换芯片78L05(U2)的VIN端,电容C1的一端;电容C1的另一端接地;电压转换芯片78L05(U2)的GND端接地;电压转换芯片78L05(U2)的VOUT端输出5V电压VCC,该端分别接电容C2的一端、电压转换芯片ASM1117-3.0(U1)的VIN端、蓝牙遥控与串口通信模块2的VCC端;电容C2的另一端接地;电压转换芯片ASM1117-3.0(U1)的VIN端接电容C3的一端;电容C3的另一端接地;电压转换芯片ASM1117-3.0(U1)的GND端接地;电压转换芯片ASM1117-3.0(U1)的VOUT端输出3.3V电压,该端分别接电容C4、C5、C6、C7,电阻R1的一端、信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的电源引脚9、24、36、48;电容C4、C5、C6、C7的另一端接地;电阻R1的另一端接发光二极管LED1的阳极,发光二极管LED1的阴极接地。
优选地,所述的蓝牙遥控与串口通信模块2包含有线串口接口P1、蓝牙接口P2、开关S2,有线串口接口P1的1端接电源模块1的5V输出VCC端,2脚分别接信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的引脚30、开关S2的6脚,3脚分别接信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的引脚31、开关S2的5脚,4脚接地;蓝牙接口P2的4端接电源模块1的5V输出VCC端,3脚接地,2脚接开关S2的3脚,1脚接开关S2的4脚;开关S2的1脚、2脚接地,7脚接信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的引脚44,8脚接信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的引脚20。
优选地,所述的舵机控制模块4包含电容C9、 C10,电压转换芯片78L05(U3),舵机接口P3;输入电池电压6.0V分别接电压转换芯片78L05(U3)的VIN端,电容C9的一端;电容C9的另一端接地;电压转换芯片78L05(U3)的GND端接地;电压转换芯片78L05(U3)的VOUT端输出5V电压VCC,该端分别接电容C10的一端、舵机接口端子P3的VIN端;电容C10的另一端接地;舵机接口端子P3的GND端接地;舵机接口端子P3的0、1、2、3端分别接信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的引脚42、43、45、46端。
优选地,所述的信号处理与操作模块3包括STM32F103C6单片机及其外围电路,单片机STM32F103C6的引脚18(PB0端)接发光二极管LED2的阴极,发光二极管LED2的阳极接电阻R4的一端,电阻R4的另一端接电源模块1输出的3.3V电压;单片机STM32F103C6的引脚20(BOOT1端)分别接电阻R5的一端,蓝牙遥控与串口通信模块2的开关S2的引脚8;电阻R5的另一端接电源模块1输出的3.3V电压;单片机STM32F103C6的引脚44(BOOT0端)分别接电阻R2的一端,蓝牙遥控与串口通信模块2的开关S2的引脚7;电阻R2的另一端接电源模块1输出的3.3V电压;STM32F103C6单片机的引脚42、43、45、46分别与舵机控制模块4中的舵机接口端子P3的0、1、2、3端相连;STM32F103C6单片机的引脚30、31分别与蓝牙遥控与串口通信模块2的开关S2的6、5脚相连。
本实用新型的工作过程如下:
A、首先将控制装置接通6V电源,经电源模块1变换得到所需的电压供给其它模块:
A1,进行各模块初始化;
A2,开启50ms定时器中断及蓝牙串口接收中断;
A3,进入程序主循环;
B、机械手抓取物体控制装置中的蓝牙遥控与串口通信模块2对控制信号进行采集,然后将信号送入信号处理与操作模块3中的单片机STM32F103C6进行处理:
B1,蓝牙串口中断开启;
B2,读取串口数据,读取上位机的执行命令并保存;
B3,退出中断;
C、信号处理与操作模块3中的单片机STM32F103C6根据蓝牙遥控与串口通信模块2提供的信息进行判断,将控制信息传递给舵机控制模块4,从而得到希望的舵机运动状态,达到控制目的:
C1,进入50ms定时器中断;
C2,根据蓝牙串口提供的数据,判断单片机STM32F103C6缓冲存储区有无标志需要更新,如果不需要更新,则保持四个舵机(如图4所示)上一次的PID(比例、积分、微分控制)解算量输出控制信号;如果需要更新,则需要重新解算控制偏差量,再输出新的PID控制信号给舵机;
C3,输出控制信号后,退出中断。
本实用新型的有益效果是:
(1)该机械手可独立安装在无人机、机械臂等装置上,可完成高空危险做业,快速准确移动物体,以及到达人不容易到达的空间代替人手的操作。
(2)可完成遥控或有线控制:本装置带有蓝牙通信模块和有线串口通信模块,可根据实际情况采取蓝牙遥控或有线控制。
(3)单片机预留的接口,可根据需要安装更多的舵机。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图;
图2是本实用新型的电路原理图;
图3是本实用新型的电源电路图;
图4是本实用新型的机械手机构运动简图;
图5是本实用新型的主程序流程图;
图6 是本实用新型的串口中断程序流程图;
图7是本实用新型的定时器中断程序流程图。
图中各标号为:电源模块-1,蓝牙遥控与串口通信模块-2,信号处理与操作模块-3,舵机控制模块-4、机械手旋转台执行电机-5、机械手抬起动作执行电机-6、机械手抓执行器旋转动作执行电机-7、机械手抓取动作执行电机-8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,对本实用新型作进一步说明。
实施例1:如图1-7所示,一种机械手抓取物体控制装置,包括电源模块1、蓝牙遥控与串口通信模块2、信号处理与操作模块3、舵机控制模块4,所述电源模块1的输出端子与信号处理与操作模块3的电源端子相连,蓝牙遥控与串口通信模块2的输出端子与信号处理操作模块3的输入端子相连,信号处理与操作模块3的输出端子与舵机控制模块4的输入端子相连;
所述电源模块1用以提供单片工作所需的3.3V电压,所述蓝牙遥控与串口通信模块2用于接收外部的控制信号,并将所接收的信号传递给信号处理与操作模块3,所述信号处理与操作模块3包含STM32F103C6单片机及其外围电路,用于接收蓝牙遥控与串口通信模块2的信号,对信号处理后发送到舵机控制模块4,所述舵机控制模块4,用以接收从信号处理与操作模块3中的单片机传来的PWM控制信号,并驱动舵机旋转。
进一步地,所述的电源模块1包含电阻R1、电容C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6 、C7,电压转换芯片78L05(U2)、电压转换芯片ASM1117-3.0(U1),发光二极管LED1;输入电池电压6.0V分别接电压转换芯片78L05(U2)的VIN端,电容C1的一端;电容C1的另一端接地;电压转换芯片78L05(U2)的GND端接地;电压转换芯片78L05(U2)的VOUT端输出5V电压VCC,该端分别接电容C2的一端、电压转换芯片ASM1117-3.0(U1)的VIN端、蓝牙遥控与串口通信模块2的VCC端;电容C2的另一端接地;电压转换芯片ASM1117-3.0(U1)的VIN端接电容C3的一端;电容C3的另一端接地;电压转换芯片ASM1117-3.0(U1)的GND端接地;电压转换芯片ASM1117-3.0(U1)的VOUT端输出3.3V电压,该端分别接电容C4、C5、C6、C7,电阻R1的一端、信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的电源引脚9、24、36、48;电容C4、C5、C6、C7的另一端接地;电阻R1的另一端接发光二极管LED1的阳极,发光二极管LED1的阴极接地。
进一步地,所述的蓝牙遥控与串口通信模块2包含有线串口接口P1、蓝牙接口P2、开关S2,有线串口接口P1的1端接电源模块1的5V输出VCC端,2脚分别接信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的引脚30、开关S2的6脚,3脚分别接信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的引脚31、开关S2的5脚,4脚接地;蓝牙接口P2的4端接电源模块1的5V输出VCC端,3脚接地,2脚接开关S2的3脚,1脚接开关S2的4脚;开关S2的1脚、2脚接地,7脚接信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的引脚44,8脚接信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的引脚20。
进一步地,所述的舵机控制模块4包含电容C9、 C10,电压转换芯片78L05(U3),舵机接口P3;输入电池电压6.0V分别接电压转换芯片78L05(U3)的VIN端,电容C9的一端;电容C9的另一端接地;电压转换芯片78L05(U3)的GND端接地;电压转换芯片78L05(U3)的VOUT端输出5V电压VCC,该端分别接电容C10的一端、舵机接口端子P3的VIN端;电容C10的另一端接地;舵机接口端子P3的GND端接地;舵机接口端子P3的0、1、2、3端分别接信号处理与操作模块3中的STM32F103C6单片机的引脚42、43、45、46端。
图4为本实用新型的机械手机构运动简图,其中包括机械手旋转台执行电机5、机械手抬起动作执行电机6、机械手抓执行器旋转动作执行电机7、机械手抓取动作执行电机8,舵机控制模块4控制这四个电机执行控制命令。
进一步地,所述的信号处理与操作模块3包括STM32F103C6单片机及其外围电路,单片机STM32F103C6的引脚18(PB0端)接发光二极管LED2的阴极,发光二极管LED2的阳极接电阻R4的一端,电阻R4的另一端接电源模块1输出的3.3V电压;单片机STM32F103C6的引脚20(BOOT1端)分别接电阻R5的一端,蓝牙遥控与串口通信模块2的开关S2的引脚8;电阻R5的另一端接电源模块1输出的3.3V电压;单片机STM32F103C6的引脚44(BOOT0端)分别接电阻R2的一端,蓝牙遥控与串口通信模块2的开关S2的引脚7;电阻R2的另一端接电源模块1输出的3.3V电压;STM32F103C6单片机的引脚42、43、45、46分别与舵机控制模块4中的舵机接口端子P3的0、1、2、3端相连;STM32F103C6单片机的引脚30、31分别与蓝牙遥控与串口通信模块2的开关S2的6、5脚相连。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明,但是本实用新型并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种机械手抓取物体控制装置,其特征在于:包括电源模块(1)、蓝牙遥控与串口通信模块(2)、信号处理与操作模块(3)、舵机控制模块(4),所述电源模块(1)的输出端子与信号处理与操作模块(3)的电源端子相连,蓝牙遥控与串口通信模块(2)的输出端子与信号处理操作模块(3)的输入端子相连,信号处理与操作模块(3)的输出端子与舵机控制模块(4)的输入端子相连;
所述电源模块(1)用于供电,所述蓝牙遥控与串口通信模块(2)用于接收外部的控制信号,并将所接收的信号传递给信号处理与操作模块(3),所述信号处理与操作模块(3)包含STM32F103C6单片机及其外围电路,用于接收蓝牙遥控与串口通信模块(2)的信号,对信号处理后发送到舵机控制模块(4),所述舵机控制模块(4),用以接收从信号处理与操作模块(3)中的单片机传来的PWM控制信号,并驱动舵机旋转。
2.根据权利要求1所述的机械手抓取物体控制装置,其特征在于:所述的电源模块(1)包含电阻R1、电容C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6 、C7,电压转换芯片U2-78L05、电压转换芯片U1-ASM1117-3.0,发光二极管LED1;输入电池电压6.0V分别接电压转换芯片U2-78L05的VIN端,电容C1的一端;电容C1的另一端接地;电压转换芯片U2-78L05的GND端接地;电压转换芯片U2-78L05的VOUT端输出5V电压VCC,该端分别接电容C2的一端、电压转换芯片U1-ASM1117-3.0的VIN端、蓝牙遥控与串口通信模块(2)的VCC端;电容C2的另一端接地;电压转换芯片U1-ASM1117-3.0的VIN端接电容C3的一端;电容C3的另一端接地;电压转换芯片U1-ASM1117-3.0的GND端接地;电压转换芯片U1-ASM1117-3.0的VOUT端输出3.3V电压,该端分别接电容C4、C5、C6、C7,电阻R1的一端、信号处理与操作模块(3)中的STM32F103C6单片机的电源引脚9、24、36、48;电容C4、C5、C6、C7的另一端接地;电阻R1的另一端接发光二极管LED1的阳极,发光二极管LED1的阴极接地。
3.根据权利要求2所述的机械手抓取物体控制装置,其特征在于:所述的蓝牙遥控与串口通信模块(2)包含有线串口接口P1、蓝牙接口P2、开关S2,有线串口接口P1的1端接电源模块(1)的5V输出VCC端,2脚分别接信号处理与操作模块(3)中的STM32F103C6单片机的引脚30、开关S2的6脚,3脚分别接信号处理与操作模块(3)中的STM32F103C6单片机的引脚31、开关S2的5脚,4脚接地;蓝牙接口P2的4端接电源模块(1)的5V输出VCC端,3脚接地,2脚接开关S2的3脚,1脚接开关S2的4脚;开关S2的1脚、2脚接地,7脚接信号处理与操作模块(3)中的STM32F103C6单片机的引脚44,8脚接信号处理与操作模块(3)中的STM32F103C6单片机的引脚20。
4.根据权利要求3所述的机械手抓取物体控制装置,其特征在于:所述的舵机控制模块(4)包含电容C9、 C10,电压转换芯片U3-78L05,舵机接口P3;输入电池电压6.0V分别接电压转换芯片U3-78L05的VIN端,电容C9的一端;电容C9的另一端接地;电压转换芯片U3-78L05的GND端接地;电压转换芯片U3-78L05的VOUT端输出5V电压VCC,该端分别接电容C10的一端、舵机接口端子P3的VIN端;电容C10的另一端接地;舵机接口端子P3的GND端接地;舵机接口端子P3的0、1、2、3端分别接信号处理与操作模块(3)中的STM32F103C6单片机的引脚42、43、45、46端。
5.根据权利要求4所述的机械手抓取物体控制装置,其特征在于:所述的信号处理与操作模块(3)中单片机STM32F103C6的引脚18(PB0端)接发光二极管LED2的阴极,发光二极管LED2的阳极接电阻R4的一端,电阻R4的另一端接电源模块(1)输出的3.3V电压;单片机STM32F103C6的引脚20-BOOT1端分别接电阻R5的一端,蓝牙遥控与串口通信模块(2)的开关S2的引脚8;电阻R5的另一端接电源模块(1)输出的3.3V电压;单片机STM32F103C6的引脚44-BOOT0端分别接电阻R2的一端,蓝牙遥控与串口通信模块(2)的开关S2的引脚7;电阻R2的另一端接电源模块(1)输出的3.3V电压;STM32F103C6单片机的引脚42、43、45、46分别与舵机控制模块(4)中的舵机接口端子P3的0、1、2、3端相连;STM32F103C6单片机的引脚30、31分别与蓝牙遥控与串口通信模块(2)的开关S2的6、5脚相连。
CN201621347261.1U 2016-12-09 2016-12-09 一种机械手抓取物体控制装置 Expired - Fee Related CN206311929U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201621347261.1U CN206311929U (zh) 2016-12-09 2016-12-09 一种机械手抓取物体控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201621347261.1U CN206311929U (zh) 2016-12-09 2016-12-09 一种机械手抓取物体控制装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN206311929U true CN206311929U (zh) 2017-07-07

Family

ID=59250808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201621347261.1U Expired - Fee Related CN206311929U (zh) 2016-12-09 2016-12-09 一种机械手抓取物体控制装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN206311929U (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107571233A (zh) * 2017-09-28 2018-01-12 中国矿业大学 一种通过手机蓝牙控制的远距离拾取装置
CN107600417A (zh) * 2017-09-29 2018-01-19 华南理工大学 一种携带冗余度机械臂的飞行机器人硬件系统设计方法
CN113184186A (zh) * 2021-05-28 2021-07-30 中国计量大学 一种四旋翼无人机抓取和投放控制电路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107571233A (zh) * 2017-09-28 2018-01-12 中国矿业大学 一种通过手机蓝牙控制的远距离拾取装置
CN107600417A (zh) * 2017-09-29 2018-01-19 华南理工大学 一种携带冗余度机械臂的飞行机器人硬件系统设计方法
CN107600417B (zh) * 2017-09-29 2024-04-12 华南理工大学 一种携带冗余度机械臂的飞行机器人硬件系统设计方法
CN113184186A (zh) * 2021-05-28 2021-07-30 中国计量大学 一种四旋翼无人机抓取和投放控制电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206311929U (zh) 一种机械手抓取物体控制装置
CN105242587B (zh) 一种双驱动混合型直流低压智能伺服驱动器电路
CN104097197A (zh) 模块化机器人
CN103056883B (zh) 一种双机械臂协调控制系统及控制方法
CN206849010U (zh) 一种新型无线总线舵机系统
CN208174589U (zh) 一种电机驱动控制系统
CN107244643B (zh) 一种采用vr技术的用于石墨烯凝胶灌装的生产系统
CN205281265U (zh) 一种人形机器人的实时控制系统
CN208188681U (zh) 一种电线路巡检用针对无人机的骑线机器人控制系统
CN105373109A (zh) 一种Delta机器人驱控系统
CN102722174B (zh) 基于总线控制方式的agv控制系统
CN201945875U (zh) 监控终端远程控制装置
CN107160399A (zh) 一种无线控制舵机互动人形机器人
CN205353744U (zh) 一种Delta机器人驱控系统
CN206840098U (zh) 一种无线控制舵机互动人形机器人
CN104476547B (zh) 一种爬树机器人控制电路
CN208724220U (zh) 一种Zigbee配网系统
CN202615153U (zh) ZigBee无线采集通讯装置
CN106406259A (zh) 物联网智能电动执行机构无线管控系统及其工作方法
CN207408787U (zh) 一种无人机电力巡线光电吊舱的控制装置
CN205685339U (zh) 一种高精度机器人夹持式机械手
CN202331089U (zh) 一种模块化多功能机器人控制器
CN205992867U (zh) 一种六轴伺服电机控制电路系统
CN206363106U (zh) 一种用于机器人的多功能io模块
CN206348619U (zh) 一种带EtherCAT总线的直流驱动型伺服电机

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170707

Termination date: 20181209

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee