[发明专利]一种机器人手爪模组运动控制系统

权利要求书

1.一种机器人手爪模组运动控制系统，其特征在于，包括电源模块、主控模块、CAN通讯模块、手爪模组电机主驱动模块以及手爪电机，所述电源模块连接所述主控模块、所述CAN通讯模块和所述手爪模组电机主驱动模块，用于供给所需的电能，所述CAN通讯模块连接所述主控模块，用于接收上位机指令并将指令发送给所述主控模块以执行运动控制任务，所述主控模块连接所述手爪模组电机主驱动模块，所述手爪模组电机主驱动模块连接所述手抓电机，所述手爪模组电机主驱动模块包括在所述主控模块的控制下切换执行不同驱动模式的第一驱动单元和第二驱动单元，所述第一驱动单元用于执行对所述手抓电机的步进角度进行相对低细分、并进行相对大电流输出驱动的第一驱动模式，所述第二驱动单元用于执行对所述手抓电机的步进角度进行相对高细分、并进行相对小电流输出驱动的第二驱动模式。

2.如权利要求1所述的机器人手爪模组运动控制系统，其特征在于，所述主控模块执行上位机发送过来的控制指令，选择使能不同的驱动芯片来执行相应的驱动模式，通过所述主控模块的IO配置和CLK脉冲来配置电机参数，设置运动角度，调节电机速度，以及控制电机正反转，以此控制手爪抓取阀门的快慢和手爪打开与闭合动作。

3.如权利要求1或2所述的机器人手爪模组运动控制系统，其特征在于，所述手抓电机连接的机器人末端手爪采用三指连杆结构，通过所述手爪模组电机主驱动模块控制所述手爪电机运行，带动机器人末端手爪进行类人手指运动，从而实现对物体的抓取和放置。

4.如权利要求1至3任一项所述的机器人手爪模组运动控制系统，其特征在于，所述手抓电机采用2相4线1.8度24V的涡杆步进电机来实现驱动动作。

5.如权利要求1至4任一项所述的机器人手爪模组运动控制系统，其特征在于，所述主控模块采用的MCU芯片为ARM内核。

6.如权利要求1至5任一项所述的机器人手爪模组运动控制系统，其特征在于，所述电源模块包括24V电源、24V降压5V转换模块以及5V降压3.3V转换模块，所述24V降压5V转换模块为DCDC模块，所述5V降压3.3V转换模块为LDO低压差线性稳压器模块。

7.如权利要求1至5任一项所述的机器人手爪模组运动控制系统，其特征在于，所述CAN通讯模块通过CAN收发控制器芯片来实现CAN协议和物理总线间的差分传输，通过终端匹配电阻使CAN通讯达到在预定波特率下的传输距离。

8.如权利要求1至7任一项所述的机器人手爪模组运动控制系统，其特征在于，所述第一驱动模式将所述手抓电机的运转细分成最低1/16个步进角度，所述第二驱动模式将所述手抓电机的运转细分成最低1/256个步进角度。

9.如权利要求1至8任一项所述的机器人手爪模组运动控制系统，其特征在于，通过共同的VREF端电压设置电路设置所述第一驱动单元和所述第二驱动单元的VREF端的电压以获得各自的输出电流值，其中VREF端电压设置电路按照与VREF端的电压的如下关系建立包括R_NF、R20、R11、R13、R12、R14电阻在内的电阻网络，：

其中设置所述第一驱动单元的VREF端的电压获得相应的输出电流值关系为设置所述第二驱动单元的VREF端的电压获得相应的输出电流值关系为I_O＝VREF÷R_NF，其中V为所述第一驱动单元和所述第二驱动单元的输入电压，通过搭配所述电阻网络中不同的阻值设置需要的电流输出值。

10.如权利要求1至9任一项所述的机器人手爪模组运动控制系统，其特征在于，还包括内嵌手爪模组电路板，所述电路板呈扇形结构，其半径为35mm，所述电路板中间开直径为8mm的圆形通孔以供电机涡杆穿过电路板，所述电路板在右下方开直径为7mm的圆形通孔穿支杆以支撑终端手爪，并开设有所述电路板的安装固定孔，所述电路板的正面联接手爪结构，所述电路板的背面通过固定铜柱紧挨手爪电机，所述电路板的供电接口、电机接口以及CAN通讯接口设置在所述电路板的背面。