[发明专利]一种爆炸物拆解机器人的机械手及控制方法

说明书

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种爆炸物拆解机器人的机械手。所述机械手包括依次连接的大臂、中臂、小臂一、小臂二和手爪；所述机器人大臂通过腰转盘设置在机器人底盘上；小臂一通过变速器与中臂连接，实现手臂垂直水平面摆动；小臂二与小臂一轴连接，实现小臂二水平面摆动；手爪与小臂二轴连接，实现手爪360°旋转；机械手的各个关节处都连接着电动机、电流传感器及控制器；所述电动机通过联轴器与编码器旋转轴连接，电动机转动带动编码器同步转动；所述控制器采集编码器旋转数值；所述电流传感器与电动机连接，用于回传电流值。本发明拆弹机器人代替人类靠近、拆解爆炸物，降低安保人员的人身伤害率。

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种爆炸物拆解机器人的机械手及控制方法。

背景技术

在发达国家，排爆机器人产品进过几十年的发展和实践，其功能及技术对于现有需求已经达到了较为完善的程度。排爆机器人已经可以确切划分的产品有三代，第一代产品为基于人工完全控制和协助的排爆机器人，第二代为具有视觉和感知系统，可进行信息处理的半自主排爆机器人。随着全球科技的发展，发展中国家也参与到了这类机器人的研发中。在科技和军事强国经过多年的基础研究和实战经验已经发展出系列化、规模化、模块化、通用性、互换性的排爆机器人。使得排爆机器人拓展出适合不同任务的类别。大大缩短了研发时间并且减少了投资额度。相对于国外的研究成果和实战经验国内由于发展较晚相应的技术较国外较为落后但是通过近些年的科研攻关已经初具规模。一些科研院所与生产厂家的积极合作已经相继研制出了一些产品系列并投入国内市场。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明的目的在于提供一种爆炸物拆解机器人的机械手及控制方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种爆炸物拆解机器人的机械手，其特征在于：所述机械手包括依次连接的大臂、中臂、小臂一、小臂二和手爪；所述机器人大臂通过腰转盘设置在机器人底盘上；小臂一通过变速器与中臂连接，实现手臂垂直水平面摆动；小臂二与小臂一轴连接，实现小臂二水平面摆动；手爪与小臂二轴连接，实现手爪360°旋转；

机械手的各个关节处都连接着电动机、电流传感器及控制器；所述电动机通过联轴器与编码器旋转轴连接，电动机转动带动编码器同步转动；所述控制器采集编码器旋转数值；所述电流传感器与电动机连接，用于回传电流值。

进一步地，依次相连接的小臂一、小臂二和手爪分别包括两组，两组小臂一、小臂二对称的设置在机器人中臂的顶端。

进一步地，小臂一、小臂二的机械长度以1:1的真人手臂比例设计。

进一步地，所述编码器的单圈分辨率为1024。

一种控制爆炸物拆解机器人的机械手运动的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)机器人主体通过无线传输装置接收远程控制端发送的各机械关节旋转角度值；

(2)机器人主体控制器分析处理数据，并驱动对应关节处电动机转动；同时通过联轴器连接在电动机上的编码器随动，控制器采集编码器数值获取电动机实时旋转角度；

(3)电动机转动，控制器通过电流传感器获取电动机实时电流值，分析处理得出各关节旋转时臂力；

(4)机器人主体控制器采集电动机旋转角度和电流值，通过特定的无线传输装置将数值回传到远程操控箱，便于操作人员更好的掌控机器人运动状态。

进一步地，在步骤(2)中，控制器采集编码器数值获取电动机实时旋转角度的具体过程如下：

(2.1)基于如下公式计算发送数据；

(2.2)通过PID精密计算获取分辨率为1024编码器对应的旋转值；