[发明专利]多传感器反馈控制直线平夹自适应机器人手指装置

权利要求书

1.一种多传感器反馈控制直线平夹自适应机器人手指装置，包括上基座、第一电机、第一传动机构、第一指段、第二指段、近关节轴和远关节轴；所述近关节轴套设在上基座中，所述第一指段套固在近关节轴上，所述远关节轴套设在第一指段中，所述第二指段套固在远关节轴上；所述第一电机与上基座固接，第一电机的输出轴与第一传动机构的输入端相连，所述第一传动机构的输出端与第一指段相连；所述远关节轴的中心线与近关节轴的中心线相互平行；其特征在于：该多传感器反馈控制直线平夹自适应机器人手指装置还包括下基座、第二电机、第三电机、第二传动机构、第三传动机构、控制模块、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、第三电机驱动模块、第一压力传感器、第二压力传感器、近关节角度传感器、远关节角度传感器和位移传感器；所述第二电机与第一指段固接，第二电机的输出轴与第二传动机构的输入端相连，所述第二传动机构的输出端与第二指段相连；所述第三电机与下基座固接，第三电机的输出轴与第三传动机构的输入端相连，所述第三传动机构的输出端与上基座相连；所述上基座滑动镶嵌在下基座中；所述上基座相对于下基座的滑动方向与近关节轴的中心线垂直；所述近关节角度传感器设置在上基座上，近关节角度传感器检测近关节轴相对于上基座的角度位置；所述远关节角度传感器设置在第一指段上，远关节角度传感器检测远关节轴相对于第一指段的角度位置；所述位移传感器设置在下基座中，位移传感器检测上基座相对于下基座的高度位置；所述第一压力传感器与第一指段固接，第一压力传感器检测第一指段触碰物体的压力；所述第二压力传感器与第二指段固接，第二压力传感器检测第二指段触碰物体的压力；所述控制模块包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第五输入端、外部输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端；所述控制模块的外部输入端接收来自外部的输入信号；所述近关节角度传感器的信号引出端与控制模块的第一输入端连接，所述远关节角度传感器的信号引出端与控制模块的第二输入端连接；所述位移传感器的信号引出端与控制模块的第三输入端连接；所述第一压力传感器的信号引出端与控制模块的第四输入端连接；所述第二压力传感器的信号引出端与控制模块的第五输入端连接；所述第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、第三电机驱动模块为结构相同的电机驱动模块；所述电机驱动模块包括输入端和输出端；所述控制模块的第一输出端与第一电机驱动模块的输入端连接，控制模块的第二输出端与第二电机驱动模块的输入端连接，控制模块的第三输出端与第三电机驱动模块的输入端连接；所述第一电机驱动模块的输出端与第一电机的引线连接，所述第二电机驱动模块的输出端与第二电机的引线连接，所述第三电机驱动模块的输出端与第三电机的引线连接；远关节轴的中心线与近关节轴的中心线构成平面Q；远关节轴的中心线与近关节轴的中心线的距离为L；上基座相对于下基座在初始位置时位于最低点，位移传感器反馈的位置H在初始位置时为0，上基座向上运动方向为H的正方向；平面Q在初始位置时平行于上基座在下基座中的滑动方向，近关节角度传感器反馈的角度α在初始位置时为0，第一指段相对于上基座绕着近关节轴逆时针转动方向为α的正方向；远关节角度传感器反馈的角度β在初始位置时为0，第二指段相对于第一指段绕着远关节轴顺时针转动方向为β的正方向；所述控制模块运行控制程序；

所述控制程序包括以下步骤：

a)检测第一压力传感器反馈的第一指段与物体之间的压力F₁；

b)检测第二压力传感器反馈的第二指段与物体之间的压力F₂；

c)如果压力F₁超过预设的压力阈值F₁₀，则进行步骤d)，否则进行步骤e)；

d)如果压力F₂超过预设的压力阈值F₂₀，则程序结束，否则进行步骤f)；

e)如果压力F₂超过预设的压力阈值F₂₀，则程序结束，否则进行步骤i)；

f)通过第二电机驱动模块驱动第二电机反转，该转动使第二指段向物体靠拢，延迟一段微小的时间Δt；

g)检测第二压力传感器反馈的第二指段与物体之间的压力F₂；

h)如果压力F₂超过预设的压力阈值F₂₀，则程序结束，否则进行步骤f)；

i)通过第一电机驱动模块驱动第一电机正转，延迟一段微小的时间Δt；

j)通过第二电机驱动模块驱动第二电机正转，延迟一段微小的时间Δt；

k)通过第三电机驱动模块驱动第三电机正转，延迟一段微小的时间Δt；

l)检测近关节角度传感器反馈的相对于初始位置的逆时针转角α；

m)检测远关节角度传感器反馈的相对于初始位置的顺时针转角β；

n)检测位移传感器反馈的相对于初始位置的位移H；

o)如果β-α大于2°，则进行步骤p)，否则进行步骤r)；

p)通过第一电机驱动模块停止第一电机转动；

q)通过第二电机驱动模块驱动第二电机反转，延迟一段微小的时间Δt，并返回步骤l)；

r)如果H-L(1-cosα)大于2mm，则进行步骤s)，否则进行步骤u)；

s)通过第一电机驱动模块停止第一电机转动；

t)通过第三电机驱动模块驱动第三电机反转，延迟一段微小的时间Δt，并返回步骤l)；

u)如果β-α小于-2°，则进行步骤v)，否则进行步骤x)；

v)通过第一电机驱动模块停止第一电机转动；

w)通过第二电机驱动模块驱动第二电机正转，延迟一段微小的时间Δt,并返回步骤l)；

x)如果H-L(1-cosα)小于-2mm，则进行步骤y)，否则进行步骤a)；

y)通过第一电机驱动模块停止第一电机转动；

z)通过第三电机驱动模块驱动第三电机正转，延迟一段微小的时间Δt，并返回步骤l)。