[发明专利]五自由度机械手、驱动电路和控制方法

权利要求书

1.一种五自由度机械手，其特征在于，包括依次连接的机械手大臂、机械手小臂、第一手腕、第二手腕和机械手手掌，所述五自由度机械手还包括设置在所述机械手大臂底端两侧并联设置的、用于控制所述机械手大臂运转的第一舵机和第二舵机；用于带动所述机械手小臂运动的第三舵机；带动所述第一手腕运动的第四舵机；带动所述第二手腕运动的第五舵机；带动所述机械手手掌运动的第六舵机。

2.如权利要求1所述的机械手大臂装置，其特征在于，所述第一舵机与第二舵机相对设置，使同一时刻所述第一舵机控制所述机械手大臂一侧运转的角度与所述第二舵机控制所述机械手大臂另一侧运转的角度互补。

3.如权利要求2所述的五自由度机械手，其特征在于，所述机械手手掌包括左手指与右手指，所述左手指与右手指上分别设置有用于带动该左手指与右手指运动的主动齿轮与从动齿轮，所述主动齿轮与所述第六舵机连接。

4.如权利要求1至3任意一项中所述的五自由度机械手，其特征在于，所述主动齿轮与从动齿轮的规格相同。

5.一种五自由度机械手的驱动电路，用于控制上述五自由度机械手，其特征在于，包括控制器，与该控制器连接的驱动电路芯片，所述驱动电路芯片的移位时钟输入端与锁存时钟输入端连接所述控制器的同一输出端，所述驱动电路芯片的串行数据引脚输入端连接所述控制器的另一输出端，所述驱动电路芯片并行数据输出端的六个输出端依次连接所述第一舵机至第六舵机。

6.一种五自由度机械手的控制方法，基于上述驱动电路控制五自由度机械手，其特征在于，包括以下步骤：

设置机械手大臂向前转动初始角度α，根据所述初始角度α设定所述第一舵机和第二舵机的目标角度值；

根据所述第一舵机和第二舵机的目标角度值生成目标脉宽值；

根据所述目标脉宽值，同步控制第一舵机和第二舵机达到目标角度值，使机械手大臂到达目标位置。

7.如权利要求6所述的五自由度机械手的控制方法，其特征在于，在设置机械手大臂向前转动初始角度α之前，还包括：

初始化控制器的驱动引脚；

初始化第一舵机至第六舵机到90°位置；

初始化控制器中的定时器。

8.如权利要求7所述的五自由度机械手的控制方法，其特征在于，所述根据初始角度α设定1号舵机和2号舵机的目标角度值具体为：

第一舵机的目标角度值设定为90°－α，第二舵机的目标角度值设定为180°－（90°－α）。

9.如权利要求8所述的五自由度机械手的控制方法，其特征在于，所述同步控制第一舵机和第二舵机达到目标角度值具体为：

按照一定的周期更新第一舵机与第二舵机的当前脉宽值，使第一舵机的当前脉宽值依次增加一个单位角度值，同时第二舵机的当前脉宽值依次减少一个单位角度值，直到第一舵机与第二舵机的当前脉宽值达到相应的目标脉宽值。

10.如权利要求6至9中任意一项所述的五自由度机械手的控制方法，其特征在于，所述角度单位值为舵机带动机械手大臂运动1°所对应的脉宽值。