[发明专利]一种气动机械手柔性抓取控制系统

说明书

一种气动机械手柔性抓取控制系统，采用气动手指位置的夹持力自适应控制系统，建立了气动手指系统模型，并通过AMESim仿真分析，利用PID控制技术提高了系统的稳定性。该控制系统结构简单，操作方便，提高了实时性和可操作性，使控制器在信息发布系统中发挥越来越重要的作用。

技术领域

本发明涉及一种气动机械手柔性抓取控制系统，适用于机械领域。

背景技术

气动机械手的应用越来越广泛，己经向医疗、生活、娱乐扩展，在工业装配过程中，利用气动机械手能提高工作效率，还可应用在一些对人体健康不利的场合。如果机械手指要夹取的东西是易损、易碎的，比如较薄的零件等。这就要求手指能很好的“适应”这些物体，而不能对其造成任何损害。

发明内容

本发明提出了一种气动机械手柔性抓取控制系统，采用气动手指位置的夹持力自适应控制系统，建立了气动手指系统模型，并通过AMESim仿真分析，利用PID控制技术提高了系统的稳定性。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统采用电-气比例/伺服控制，控制器给出控制信号控制电-气比例压力阀的输出压力，从而控制气缸的压力和输出位移，最终使气动手指的夹紧力受到控制。

所述控制系统中，当手指接触到物体时，触觉传感器发出反馈信号给控制器，控制器使比例阀打开。

所述控制系统中，手指的夹紧力通过压力传感器输出，这样可以读出手指夹紧某物体的最适合的力，下次抓取同样的物体即可直接对其施加夹紧力。

本发明的有益效果是：该控制系统结构简单，操作方便，提高了实时性和可操作性，使控制器在信息发布系统中发挥越来越重要的作用。

附图说明

图1是本发明的气动机械手夹持力伺服系统原理图。

图中：1.气源；2.电磁换向阀；3.电气比例换向阀；4.手指驱动气缸；5.位移传感器；6.三维指力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，使用AMESim对系统进行建模和分析，不需要建立系统的数学模型。只要搭建起系统的结构，并且按照实际情况合理设置各个元件的参数便可得到较为精确的仿真结果。

AMESim软件的建模方法更能直观的反映系统的工作原理，用AMESim建立的模型和系统原理图几乎一样，而且元件之间传递的数据个数没有限制，可以对更多的参数进行研究，可以研究功率键合图法所不能处理的气穴等复杂现象，还可以利用不连续建模技术。其次，与其它仿真软件比较，它采用复合接口，即一个接口传递多个变量，从而简化模型的规模，而且使不同领域模块之间的连接成为可能，具有稳态仿真、动态仿真、批处理仿真、间断连续仿真等多种仿真运行方式，可以得到精度和稳定性很高的仿真结果。

采用电-气比例/伺服控制。控制器给出控制信号控制电-气比例压力阀的输出压力，从而控制气缸的压力和输出位移，最终使气动手指的夹紧力受到控制。气动手指采用平行开闭，当有杆腔进气时手指闭合。其工作原理：当手指解除到物体时，触觉传感器发出反馈信号给控制器，控制器使比例阀打开。手指移动很小的位移，以较小的力试着夹起物体，如果物体和手指间有滑动，则滑觉传感器发出滑动信号给控制器。控制器调整比例压力阀压力，增加手指的夹持力，直到手指和被夹物体间没有滑动为止。夹紧力通过移动手指来施加，而手指的位移则由手指位移传感器检测。手指的夹紧力通过压力传感器输出，这样可以读出手指夹紧某物体的最适合的力，下次抓取同样的物体即可直接对其施加夹紧力。