[发明专利]一种机械臂真空吸附系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种机械臂真空吸附系统及其控制方法，所述系统包括包括吸盘、换向阀、真空泵、流量传感器、压力传感器、控制板、外部中央控制器、机械臂以及图像检测设备，控制板与外部中央控制器连接，外部中央控制器分别与机械臂以及图像检测设备连接，控制板的采集端口分别与流量传感器以及压力传感器连接，控制板的一个IO端口与换向阀连接，控制板的又一个IO端口与真空泵连接，吸盘、换向阀以及真空泵顺次通过气路连通，流量传感器以及压力传感器均置于真空泵所在气路中，电源给整个系统供电；本发明的优点在于：能够实时调节气压，不是简单的开闭控制，适应机器人智能化趋势的要求。

技术领域

本发明涉及机器人末端执行器领域，更具体涉及一种机械臂真空吸附系统及其控制方法。

背景技术

机械臂末端真空吸附系统是安装在机械臂末端利用真空负压抓取和搬运物体的工具。适用于搬运包装盒、纸箱等形状较为规则且具有一定平面的物品，在自动化生产线有广泛应用。

目前，机械臂上使用的真空吸盘通常为非标制作，将吸盘安装到机械臂末端，通过气管连接外部的真空发生器、气源和控制阀，缺少能够智能控制的机械臂专用的末端真空吸附系统。现有的机械臂末端真空吸盘存在如下的问题：1、只有简单开闭控制，无法调节气压，不能适应机器人智能化趋势的要求。2、无法根据现场环境实时控制，吸取物品种类单一，不能适用于服务机器人。3、不能跟机械臂联动控制，调试工作麻烦。4、无法智能识别是否成功吸取到物品。

中国专利申请号201911137057.5，公开了一种真空吸盘装置及机器人，属于机器人技术领域。本发明所提供的真空吸盘装置包括吸盘安装座、继电器、真空吸盘组件和电动破空阀，真空吸盘组件包括真空泵和真空吸盘，继电器、真空泵和电动破空阀均设置在吸盘安装座内部，继电器用于外接直流电源以及控制机构，真空泵和电动破空阀均与继电器电连接，电动破空阀被配置为开启时，真空吸盘与外界大气连通，电动破空阀被配置为关闭时，真空吸盘在真空泵的作用下吸附待吸附件。该真空吸盘装置由于不需要使用交流电源，仅在直流电源驱动下就能够实现对待吸附件的抓取作业，因此该真空吸盘装置不仅供电难度小，且结构简单，有利于实现小型化。但是真空吸盘装置只有简单开闭控制，无法调节气压，不能适应机器人智能化趋势的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有机械臂真空吸附系统只有简单开闭控制，无法调节气压，不能适应机器人智能化趋势的要求。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种机械臂真空吸附系统，包括吸盘、换向阀、真空泵、流量传感器、压力传感器、控制板、外部中央控制器、机械臂以及图像检测设备，所述控制板与外部中央控制器连接，外部中央控制器分别与机械臂以及图像检测设备连接，控制板的采集端口分别与流量传感器以及压力传感器连接，控制板的一个IO端口与换向阀连接，控制板的又一个IO端口与真空泵连接，所述吸盘、换向阀以及真空泵顺次通过气路连通，流量传感器以及压力传感器均置于真空泵所在气路中，电源给整个系统供电。

本发明控制板的采集端口分别与流量传感器以及压力传感器连接，接收流量和压力数据，从而控制真空泵的输入电压和功率以及换向阀的开闭状态，实时调整真空泵的输出压力和流量，从而控制吸取或者放置物体，能够实时调节气压，不是简单的开闭控制，适应机器人智能化趋势的要求。

进一步地，所述图像检测设备为相机。

进一步地，所述控制板接收流量传感器、压力传感器的数据，使用PWM波方式控制真空泵的输入电压和功率，进而控制真空泵的输出压力和流量。

进一步地，所述控制板通过IO端口发送逻辑高低电平，控制换向阀换向，进而控制切换吸盘的吸气和吹气状态。