[发明专利]一种智能助力机械手控制系统

权利要求书

1.一种智能助力机械手控制系统，所述智能助力机械手包括提升系统及其操作手柄，操作手柄设置在提升系统的下方，其特征在于，控制系统包括有称重传感器、限位开关、伺服电机、伺服驱动器、plc、光电传感器、拉压力传感器、模式切换按钮；

所述称重传感器、限位开关与提升系统布置在一起，称重传感器用于检测系统的总称重量；限位开关分为上限位开关和下限位开关，用于限定工件提升的最高位置和最低位置；

所述光电传感器、拉压力传感器和模式切换按钮设置在手柄上，光电传感器用于检测人手是否握住操作手柄；拉压力传感器用于检测人手施加在操作手柄上的操作力；模式切换按钮包括悬浮模式按钮和悬浮卸载模式按钮，结合光电传感器用于切换包括手柄模式、悬浮模式、悬浮卸载模式在内的三种操作模式；

所述称重传感器、限位开关、光电传感器、拉压力传感器和模式切换按钮的信号均输入plc，plc根据输入信号给伺服驱动器发送控制指令，伺服驱动器根据控制信号驱动伺服电机转动，带动工件提升或下降；

所述三种操作模式的具体操作方式为：当人手握住手柄，光电传感器将检测到的信号输入plc，系统切换到手柄模式；当悬浮模式按钮按下，plc检测到信号，系统切换到悬浮模式；当悬浮卸载模式按钮按下，plc检测到信号，系统切换到悬浮卸载模式；

所述手柄模式下的系统控制流程为：系统切换到手柄模式后，操作手柄上的拉压力传感器生效，称重传感器判断提升工件是否超重，若超过允许的最大重量则立刻报警；上、下限位开关同时工作，若上限位开关触发，则禁止上行，只能向下，若下限位开关触发，则禁止下行，只能向上，拉压力传感器检测人手施加的拉力或压力的大小，plc读取拉压力传感器数值控制伺服电机转速；向下轻轻拉操作手柄，工件向下运动；向上提操作手柄，工件向上运动，工件运动的速度与操作力成正比，操作力越大工件运动速度越快，越小速度越低，当人手离开手柄时，伺服电机立即停止；同时，在手柄模式下若是按下悬浮模式或悬浮卸载模式切换按钮，则立刻切换到对应的模式；

所述悬浮卸载模式下的系统控制流程为：系统切换到悬浮卸载模式后，操作手柄上的拉压力传感器失效，称重传感器延迟一定时间后检测重物的重量作为初始值，若超过允许的最大重量则立刻报警；下限位开关开始工作，若触发，则禁止下行，只能向上；同时在悬浮卸载模式下，工件只能向下，不能向上，即只当称重量减小时，控制电机转动，当称重量增大时，继续读数。

2.根据权利要求1所述的一种智能助力机械手控制系统，其特征在于：所述悬浮模式下的系统控制流程为：系统切换到悬浮模式后，手柄上的拉压力传感器失效，称重传感器延迟一定时间后检测重物的重量作为初始值，若超过允许的最大重量则立刻报警；上、下限位开关同时工作，若上限位开关触发，则禁止上行，只能向下，若下限位开关触发，则禁止下行，只能向上；同时称重传感器实时检测重物的重量，若此时重量大于初始值，说明人手施加了压力，工件向下运动，若此时重量小于初始值，说明人手施加了拉力，工件向上运动，操作者施加的力越大，伺服电机的转速越快，工件运动速度越快，当人手离开工件时，伺服电机停止。

3.根据权利要求2所述的一种智能助力机械手控制系统，其特征在于：所述悬浮模式下的系统控制还增加了卸载判断，卸载判断具体判断方式为：当上一个操作状态为向下，且称重量减小数值超过允许的阈值，即判断为卸载，伺服电机停转，实现工件在悬浮模式下的卸载。

4.根据权利要求1所述的一种智能助力机械手控制系统，其特征在于：所述提升系统包括减速器、卷筒，用于传动、提升工件。