[发明专利]一种机械手臂、无人机自动换电系统和机械手臂控制方法

说明书

本发明公开了一种机械手臂、无人机自动换电系统和机械手臂控制方法。该机械手臂包括机械手，机械手包括：基座、驱动机构、第一手指、第二手指和机械手控制器；第一手指和第二手指反向联动地设置在基座上；第一手指和第二手指接触物体的末端均设置有触觉传感器，用于获取压力值；第一手指和/或第二手指连接有角度传感器；机械手控制器根据触觉传感器压力值之差，以及角度传感器获取的手指角度，控制驱动机构驱动第一手指和第二手指张开运动或闭合运动。本申请可利用触觉传感器准确获取机械手臂抓取物体的反馈，并根据反馈情况调整抓取位置，从而改善抓取动作，该方式响应速度快，不存在机械阻隔，控制简单容易，成本更低。

技术领域

本发明涉及机器人设计技术领域，特别涉及一种机械手臂、无人机自动换电系统和机械手臂控制方法。

背景技术

在现今愈加自动化的生产过程中，机器人的应用显著提高了流水线作业的效率，节省了很多人力物力。然而，在现有的机器人设计过程中，机械手臂的抓取反馈方式却仍存在缺陷，影响机器人机械手臂的控制精度。

例如，机械手臂的关节电流反馈方式，仅适用于直驱情况或减速比很小的情况，因为在这些情况下关节摩擦力很小，造成的损耗小，因而反馈较为准确，可实现机械手臂控制，但是，在摩擦力引起较大消耗的情况下，控制模型所需要考虑的摩擦力模型极为复杂，因而无法得到良好的控制效果，而且该方式价格昂贵，因此应用受限。

发明内容

鉴于现有技术机械手臂反馈方式模型复杂、控制效果不佳的问题，提出了本发明的一种机械手臂、无人机自动换电系统和机械手臂控制方法，以便克服上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

依据本发明的一个方面，提供了一种机械手臂，包括机械手，所述机械手包括：基座、驱动机构、第一手指、第二手指和机械手控制器；

所述第一手指和所述第二手指反向联动地设置在所述基座上；所述第一手指和所述第二手指接触物体的末端均设置有触觉传感器，用于获取压力值；所述第一手指和/或所述第二手指连接有角度传感器，用于获得相对应的手指角度；所述机械手控制器根据所述第一手指和所述第二手指的触觉传感器压力值之差，以及所述角度传感器获取的手指角度，控制所述驱动机构驱动所述第一手指和所述第二手指张开运动或闭合运动。

可选地，所述第一手指和所述第二手指均为连杆机构，对称地设置在所述基座上；

所述驱动机构包括：马达、第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮与所述第一手指刚性连接，所述第二齿轮与所述第二手指刚性连接，所述第三齿轮与所述马达连接，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合。

可选地，所述角度传感器为电位计，所述机械手还包括：第四齿轮，所述电位计与所述第四齿轮刚性连接，所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合；

所述第二齿轮转动时带动所述第四齿轮转动，使所述电位计采集手指的实时角度。

可选地，所述第一手指和所述第二手指均为平行四边形连杆机构。

可选地，所述第一手指和所述第二手指的触觉传感器表面附着有预设厚度的弹性材料。

可选地，所述机械手还包括行程开关，所述行程开关用于限制所述机械手相对物体运动的距离。

可选地，所述机械手臂还包括机械臂和机械臂控制器，所述机械臂控制器用于控制所述机械臂带动所述机械手实现三轴正交运动。

可选地，所述机械臂包括第一滑台、第二滑台、第三滑台；所述第一滑台沿竖直方向设置，滑动连接在所述第二滑台上，所述第二滑台沿水平第一方向设置，滑动连接在所述第三滑台和第四滑台上，所述第三滑台沿水平第二方向设置；