[实用新型]一种基于3D霍尔遥感的远程交互机械臂

说明书

本实用新型提出一种基于3D霍尔遥感的远程交互机械臂系统，包括主控端和受控端；所述主控端包括霍尔遥感机构、遥感控制模块、第一无线通信模块；所述受控端包括第二无线通信模块、机械臂和机械臂控制机构；所述霍尔遥感机构包括遥感结构件、3D磁力计和磁体；所述3D磁力计与遥感结构件相邻并与遥感控制模块相连；所述磁体固定于遥感结构件的遥感点位置；所述受控端的机械臂处设有与遥感控制模块连接的舵机；当遥感结构件的遥感点位置发生变化时，遥感控制模块把遥感点的位置变化数据发送至机械臂控制机构，使机械臂执行与遥感点运动相匹配的动作；本实用新型在克服传统遥感各项缺陷的同时，为机械臂远程控制提供更丰富的人机交互解决方案。

技术领域

本实用新型涉及机械控制领域，尤其是一种基于3D霍尔遥感的远程交互机械臂。

背景技术

目前应用机械臂控制工程中的遥感设备主要有开关式和电位器式，另有部分应用选用传感器为操作核心。开关式遥感用四个方向上的开关感测遥感的动作，操作模式以及输出模式单一，无法适应机械臂复杂的操作需求。

电位器遥感原理类同滑阻，即两个滑阻分别置于X和Y轴向，移动遥感即改变探针位置，产生相应电压变量输出。该结构由机械部件直接接触阻体，具有功耗高，滑动噪声大，耐潮湿性能弱等缺点，并且随着遥感工作时间增加，电刷和阻体间易产生磨损，造成阻值偏移且降低工作寿命。

部分遥感设备选用2D角度传感器或位移传感器设计，其输出通常为模拟信号，在输入控制系统前需通过外部模数转换电路，精度受到影响并且增大了电路的面积和设计的复杂性，不利于高集成化的设计应用。同时，此类2D器件无法侦测垂直方向上的遥感操作，不利于后续的机械臂功能拓展开发。

发明内容

本实用新型提出一种基于3D霍尔遥感的远程交互机械臂，在克服传统遥感各项缺陷的同时，为机械臂远程控制提供更丰富的人机交互解决方案。

本实用新型采用以下技术方案。

一种基于3D霍尔遥感的远程交互机械臂系统，所述机械臂系统包括主控端和受控端；所述主控端包括霍尔遥感机构、遥感控制模块、第一无线通信模块；所述受控端包括第二无线通信模块、机械臂和机械臂控制机构；所述第一无线通信模块与第二无线通信模块以无线方式连接；所述霍尔遥感机构包括遥感结构件、3D磁力计和磁体；所述3D磁力计与遥感结构件相邻并与遥感控制模块相连；所述磁体固定于遥感结构件的遥感点位置；所述受控端的机械臂处设有与遥感控制模块连接的舵机；当遥感结构件的遥感点位置发生变化时，遥感控制模块通过3D磁力计测量遥感点的空间位置变化，并把遥感点的位置变化数据发送至机械臂控制机构，使机械臂在舵机驱动下执行与遥感点运动相匹配的动作。

所述遥感控制模块把遥感点的位置变化数据分解为X、Y、Z轴方向上的变化量后，把变化量发送至机械臂控制机构。

所述磁体为径向均匀充磁的NS极均分磁体；所述3D磁力计为能在X、Y、Z轴方向进行霍尔遥感测量的磁力计；所述3D磁力计位于X、Y、Z轴的坐标系原点处；X、Y、Z轴为3D磁力计在霍尔遥感时的三维坐标。

所述机械臂处的舵机设于机械臂的机械关节处，当机械臂控制模块接收到遥感控制模块发来的X、Y、Z轴方向上的变化量后，机械臂控制模块控制舵机驱动机械臂关节，使机械臂按X、Y、Z轴变化量进行动作。

所述机械臂末端设有机械爪；机械臂处设有四个舵机；三个舵机位于机械关节处，一个舵机位于机械爪处。

遥感控制模块内置DATAZ阈值范围，所述DATAZ阈值范围为磁体在3D磁力计上方时的操作阈值；在DATAZ超出阈值时，机械臂执行舵机转角锁定作业或机械爪抓取作业。

所述遥感结构件包括转台、遥感杆；所述遥感杆的末端固定磁体；遥感杆可滑动地穿置于转台处；当遥感杆在转台处向下滑移使磁体坐标的DATAZ超出阈值时，机械臂舵机使机械关节的转角被锁定，机械爪执行抓取作业。