[发明专利]机械手控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种机械手控制系统，其特征在于：包括

控制机械手运动轨迹的仿真手柄组件；

将仿真手柄组件运动状态转化成可识别电信号的液压转换装置；

控制机械手运动的动力装置；

接收电信号、并根据电信号控制动力装置运动的信息处理装置。

2.如权利要求1所述的机械手控制系统，其特征在于：

所述的仿真手柄组件包括手柄、与手柄连接的连杆结构，所述的连杆结构为伸缩连杆、升降连杆、主连杆与手臂形成的平行四连杆结构，所述的手柄安装在手臂上。

3.如权利要求1或2所述的机械手控制系统，其特征在于：

所述的液压转换装置包括与连杆结构连接的执行装置和仿真手柄运动数据检测装置；

所述的执行装置包括升降反馈油缸和伸缩反馈油缸，所述的升降反馈油缸一端铰接在升降连杆上，一端铰接在机座上；所述的伸缩反馈油缸一端铰接在主连杆上，一端铰接在机座上；

所述的仿真手柄运动数据检测装置为安装在升降反馈油缸和伸缩反馈油缸内的位移传感器，或者为安装在与升降反馈油缸和伸缩反馈油缸缸体或缸杆连接的连杆轴向方向上的连杆旋转角度检测装置。

4.如权利要求3所述的机械手控制系统，其特征在于：

所述的执行装置还包括固定在机座上的回转组件，所述的回转组件包括固定在机座上的回转支撑、穿过回转支撑的固定轴，固定轴上安装回转反馈角度检测装置。

5.如权利要求1或2所述的机械手控制系统，其特征在于：

所述的动力装置包括与机械手连接的执行结构及检测机械手运动数据并反馈给信息处理装置的机械手运动数据检测装置；

所述的执行结构包括与机械手连接的连杆结构、与连杆结构连接的升降油缸和伸缩油缸；

所述的连杆结构包括三套平行四连杆结构，分别为：下后臂、下联板、中后臂和下前臂共同构成第一平行四连杆结构，下后臂的一端与下联板的第一端铰接，下联板的第二端和中后臂的一端铰接，铰接轴安装在回转工作台上，中后臂的另一端和下前臂的一端铰接，铰接轴安装在上联板的第一端，下前臂的中间部位与下后臂的另一端铰接；下前臂、联板、上前臂和上联板共同构成第二平行四连杆结构，下前臂的另一端与联板的一端铰接，联板的另一端与上前臂的一端铰接，上前臂的另一端与上联板的第二端铰接；回转工作台、上后臂、上联板和中后臂共同构成第三平行四连杆结构，上后臂的一端与回转工作台铰接，另一端与上联板的第三端铰接；机械手安装在联板上；

所述的升降油缸的缸体铰接在回转工作台上，缸杆与下联板的第三端铰接；伸缩油缸的缸体铰接在回转工作台上，缸杆与中后臂的下侧铰接。

6.如权利要求5所述的机械手控制系统，其特征在于：

所述的执行结构还包括安装在回转工作台上并驱动回转工作台旋转的液压马达。

7.如权利要求5所述的机械手控制系统，其特征在于：

所述的机械手运动数据检测装置为安装在升降油缸和伸缩油缸内的位移传感器，或者为安装在与升降油缸和伸缩油缸缸体或缸杆连接的连杆轴向方向上的连杆旋转角度检测装置。

8.如权利要求1或2所述的机械手控制系统，其特征在于：

所述的信息处理装置包括CPU控制模块、与CPU控制模块连接并接收电信号的比例阀，比例阀分别与液压转换装置和动力装置连接；

所述的CPU控制模块包括设定值和实际值的偏差运算模块、偏差微分模块、速度PID运算模块、速度与电压的线性补偿模块，所述的偏差运算模块分别连接仿真手柄运动数据检测装置和机械手运动数据检测装置，所述的速度与电压的线性补偿模块连接比例阀；

所述的比例阀安装在液压站上，包括升降比例阀、伸缩比例阀；所述的升降反馈油缸与升降油缸的有杆腔均连接升降比例阀的B口，所述的升降反馈油缸与升降油缸的无杆腔均连接升降比例阀的A口，所述的伸缩反馈油缸与伸缩油缸的有杆腔均连接伸缩比例阀的B口，伸缩反馈油缸与伸缩油缸的无杆腔均连接伸缩比例阀的A口。

9.如权利要求8所述的机械手控制系统，其特征在于：

所述的比例阀还包括安装在液压站上的回转比例阀，所述的回转比例阀连接液压马达的油口，液压马达上有回转角度检测装置。

10.一种机械手控制方法，其特征在于：

1)手柄在外力的作用下做出运动，通过与之连接的连杆结构将运动传递给反馈油缸；

2)仿真手柄运动数据检测装置检测反馈油缸运动数据，并且反馈给CPU控制模块；

3)CPU控制模块将数据转化为电信号并且通过比例阀控制机械手运动；

4)机械手运动数据检测装置检测机械手运动数据，并且反馈给CPU控制模块；

5)仿真手柄运动数据和机械手运动数据通过CPU控制模块进行运算，输出调整电压，通过比例阀控制机械手运动。