一种具有压力感知功能的机械手和机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有压力感知功能的机械手和机器人。所述机械手包括轴座，所述轴座上设置有机械臂和驱动所述机械臂张开或闭合的驱动机构，所述机械臂包括设置于所述轴座下方且轴线位于同一直线的2个横臂，所述横臂相远离的那端均竖直向下设置有立臂，所述压力传感器设置于所述立臂相对的侧面上；所述立臂相对的侧面上设置有压力传感器，所述驱动机构、压力传感器、和限位部件均与Arduino控制器电连接。本实用新型专利技术提供的机械手可感知机械手夹取物体时所产生的压力，进而更好的控制机械手的夹取状态，有效避免夹取时压力过大导致物体变形的现象。

A Manipulator and Robot with Pressure Sensing Function

The utility model relates to a manipulator and a robot with pressure sensing function. The manipulator includes an axle seat, which is provided with a mechanical arm and a driving mechanism to drive the opening or closing of the mechanical arm. The mechanical arm comprises two horizontal arms arranged below the axle seat and the axis is located in the same straight line. The distant end of the horizontal arm is vertically and downwards provided with a vertical arm, and the pressure sensor is arranged on the opposite side of the vertical arm. A pressure sensor is arranged on the opposite side, and the driving mechanism, the pressure sensor, and the limiting component are electrically connected with the Arduino controller. The manipulator provided by the utility model can sense the pressure generated by the manipulator when it clamps objects, thereby better control the clamping state of the manipulator, and effectively avoid the phenomenon of object deformation caused by excessive pressure during clamping.

【技术实现步骤摘要】
一种具有压力感知功能的机械手和机器人
本技术属于机械手领域，更具体地，涉及一种具有压力感知功能的机械手和机器人。
技术介绍
机械手通常被用来夹持与搬运物体，现在大多数的机械手都属于刚性机械手，对于有些物体而言，只能施加一定范围的力夹取它，若施加超过额定范围内的力，则物体会变形，甚至损坏。因此有必要提供一种具有感知夹取时压力变化的机械手。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有机械手无法感知夹取时压力变化的缺陷和不足，提供一种具有压力感知功能的机械手。本技术提供的机械手可感知机械手夹取物体时所产生的压力，进而更好的控制机械手的夹取状态，有效避免夹取时压力过大导致物体变形的现象。本技术的另一目的在于提供一种具有压力感知功能的机器人。为实现上述技术的目的，本技术采用如下技术方案：一种具有压力感知功能的机械手，包括轴座，所述轴座上设置有机械臂和驱动所述机械臂张开或闭合的驱动机构，所述机械臂包括设置于所述轴座下方且轴线位于同一直线的2个横臂，所述横臂相远离的那端均竖直向下设置有立臂，所述压力传感器设置于所述立臂相对的侧面上；所述立臂相对的侧面上设置有压力传感器，所述驱动机构、压力传感器、和限位部件均与Arduino控制器电连接。本技术提供的机械手通过驱动机构控制机械臂张开或闭合，实现夹取，同时机械臂上的压力传感器可感知夹取时的压力大小，通过Arduino控制器控制驱动机构的驱动作用。具体地，Arduino控制器可通过如下方式对夹取压力的大小进行调节：压力传感器测定压力后，以电信号的方式传输给Arduino控制器，当该电信号超过预设阈值时，指示驱动机构进行输出，加大夹取的压力；如小于预设的阈值，则指示驱动机构停止输出或反向输出，减小夹取的压力。优选地，所述驱动机构包括设置于所述轴座上的电机、设置于所述轴座下表面的导轨、设置于所述导轨上的2个滑块和设置于所述轴座下表面的轮轴；所述电机的输出端和轮轴的末端均设置有同步轮；所述同步轮上设置有同步带，所述滑块上设置有用于固定所述滑块和同步带的同步带固定件；所述同步带固定件与所述机械臂固定连接。本技术提供的该种特定驱动机构设计可较好地实现机械手的驱动。优选地，所述轮轴的上部设置有外螺纹，并通过与所述外螺纹相匹配的螺母与所述轴座固定连接；所述同步轮通过垂直该轮轴心的螺钉锁紧在所述电机的输出轴的末端与所述轮轴的末端。优选地，所述同步带固定件包括设置于所述同步带两侧的第一同步带固定件和第二同步带固定件，所述第一同步带固定件通过螺钉结构与所述滑块固定连接；所述第一同步带固定件和第二同步带固定件通过螺钉结构固定连接。为了更好地防止轮轴的旋转，优选地，所述驱动机构还包括用于防止所述轮轴旋转的限位螺钉，所述限位螺钉依次穿设于轴座和轮轴。优选地，所述电机为步进电机。更为优选的，所述步进电机为42步进电机。更为优选地，所述42步进电机的驱动器的型号为42BYGH34。为了实现对机械臂更好的控制，防止机械臂意外滑出，优选地，所述轴座上设置有限制所述机械臂张开程度的限位部件，所述限位部件与所述Arduino控制器电连接。通过限位部件的设置可限制机械臂张开的程度。其具体实现过程如下：当机械臂张开程度达到预设值时，可触发限位部件，并对Arduino控制器传输信号，此时Arduino控制器将指示驱动机构停止驱动。应当理解的是，机械臂张开的最大程度可根据实际需要及电机的控制情况进行设定。优选地，所述限位部件包括设置于所述轴座上的限位开关固定件、设置于所述限位开关固定件上的限位开关和设置于所述驱动机构上用于触发所述限位开关输出电信号的挡片，所述限位开关与所述Arduino控制器电连接。优选地，所述限位开关为u槽型光电开关EE-SPX303EE-SPX403限位感应传感器。优选地，所述挡片与所述驱动机构通过螺钉结构固定连接。优选地，所述机械手还包括与所述Arduino控制器电连接的液晶屏。液晶屏显示可显示机械手的实时压力值，以达到监控的目的。优选地，所述Arduino控制器为ArduinoUNO。优选地，所述轴座的上表面还设置有用于与所述机械臂的主体相连接的通孔。本技术还请求保护一种具有压力感知功能的机器人，包括上述的具有压力感知功能的机械手。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术提供的机械手通过驱动机构控制机械臂张开或闭合，实现夹取，同时机械臂上的压力传感器可感知夹取时的压力大小，通过Arduino控制器控制驱动机构的驱动作用,进而更好的控制机械手的夹取状态，有效避免夹取时压力过大导致物体变形的现象。附图说明图1为实施例1提供的具有压力感知功能的机械手的第一结构示意图；图2为实施例1提供的具有压力感知功能的机械手的第二结构示意图；图3为实施例1提供的具有压力感知功能的机械手的第三结构示意图；图4为实施例1提供的具有压力感知功能的机械手的电性连接示意图；其中，1为轴座；2为机械臂，21为横臂，22为立臂；3为驱动机构，31为电机，32为导轨，33为滑块，34为轮轴，35为同步轮，36为同步带，37为同步带固定件，371为第一同步带固定件，372为第二同步带固定件，38为限位螺钉；4为压力传感器，5为限位部件，51为限位开关固定件，52为限位开关，53为挡片；U1为Arduino控制器电性连接部件；U2-液晶屏的电性连接部件；U3-步进电机驱动器的电性连接部件。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图和具体实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。需要说明的是，当原件被称为“设置于”、“安设于”另一元件，它既可以直接在另一元件上，也可以存在居中的元件。当一个元件认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或可能同时存在居中元件。实施例1本实施例提供一种具有压力感知功能的机械手，如图1~3，包括轴座1，轴座1上设置有机械臂2和驱动机械臂2张开或闭合的驱动机构3，机械臂2包括设置于轴座1下方且轴线位于同一直线的2个横臂21，横臂21相远离的那端均竖直向下设置有立臂22，立臂22相对的侧面上设置有压力传感器4；驱动机构3和压力传感器4均与Arduino控制器U3电连接。在本实施例中，驱动机构3包括设置于轴座1上的42步进电机31、设置于轴座1下表面的导轨32、设置于导轨32上的2个滑块33和设置于轴座1下表面的轮轴34；电机31的输出端和轮轴34的末端均设置有同步轮35；同步轮35上设置有同步带36，滑块33上设置有用于固定滑块33和同步带36的同步带固定件37；同步带固定件37与机械臂2固定连接。通过电机31带动滑块33在导轨32上运动进而带动机械手运动，实现机械手的张合和闭合。具体的，轮轴34的上部设置有外螺纹，并通过与所述外螺纹相匹配的螺母与轴座1固定连接；同步轮35通过垂直该轮轴心的螺钉锁紧在电机31的输出轴的末端与轮轴34的末端。为了实现滑块和同步带之间更好的连接固定，在本实施例中，同步带固定件37包括设置于同步带36两侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有压力感知功能的机械手，其特征在于，包括轴座（1），所述轴座（1）上设置有机械臂（2）和驱动所述机械臂（2）张开或闭合的驱动机构（3），所述机械臂（2）包括设置于所述轴座（1）下方且轴线位于同一直线的2个横臂（21），所述横臂（21）相远离的那端均竖直向下设置有立臂（22），所述立臂（22）相对的侧面上设置有压力传感器（4）；所述驱动机构（3）和压力传感器（4）均与Arduino控制器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有压力感知功能的机械手，其特征在于，包括轴座（1），所述轴座（1）上设置有机械臂（2）和驱动所述机械臂（2）张开或闭合的驱动机构（3），所述机械臂（2）包括设置于所述轴座（1）下方且轴线位于同一直线的2个横臂（21），所述横臂（21）相远离的那端均竖直向下设置有立臂（22），所述立臂（22）相对的侧面上设置有压力传感器（4）；所述驱动机构（3）和压力传感器（4）均与Arduino控制器电连接。2.根据权利要求1所述机械手，其特征在于，所述驱动机构（3）包括设置于所述轴座（1）上的电机（31）、设置于所述轴座（1）下表面的导轨（32）、设置于所述导轨（32）上的2个滑块（33）和设置于所述轴座（1）下表面的轮轴（34）；所述电机（31）的输出端和轮轴（34）的末端均设置有同步轮（35）；所述同步轮（35）上设置有同步带（36），所述滑块（33）上设置有用于固定所述滑块（33）和同步带（36）的同步带固定件（37）；所述同步带固定件（37）与所述机械臂（2）固定连接。3.根据权利要求2所述机械手，其特征在于，所述轮轴（34）的上部设置有外螺纹，并通过与所述外螺纹相匹配的螺母与所述轴座（1）固定连接；所述同步轮（35）通过垂直该轮轴心的螺钉锁紧在所述电机（31）的输出轴的末端与所述轮轴（34）的末端。4.根据权利要求2所述机械手，其特征在于，所述同步带固...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建文，劳振鹏，孙振忠，叶国良，曹金梅，李沛辉，曾志彬，黄杰良，
申请(专利权)人：东莞理工学院，东莞市横沥模具科技产业发展有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44