一种灵巧手嵌入式系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种灵巧手嵌入式系统，所述系统包括：中央通信单元、若干个手指、手掌；其中：所述中央通信单元与所述手指、所述手掌和上位机进行通信连接，用于接收所述上位机的操作指令，并将所述操作指令转换为控制指令发送给所述手指和所述手掌；若干所述手指与所述手掌在硬件结构上采用兼容性设计，通过串行通信方式进行通信连接；所述手指和所述手掌根据所述控制指令进行运动。通过本实用新型专利技术实施例，通过手指与手掌采用嵌入式兼容性模块化设计，使灵巧手具备很好的灵活性以及可维护性，有效地减低灵巧手的维护和使用成本，从而使灵巧手具有高灵活性、高可靠性、抗干扰强、成本低、传输速度高、方便维护的优点，用户体验佳。

【技术实现步骤摘要】
一种灵巧手嵌入式系统
本技术涉及灵巧手领域，特别涉及一种灵巧手嵌入式系统。
技术介绍
当前，灵巧手为具备很好的灵活性，一般是采用模块化的方式设计。目前，现有的灵巧手的结构比较复杂，为了追求高精度的控制，往往采用高成本的嵌入式方案，比如FPGA+DSP的方案在成本上比较大，导致灵巧手的成本偏高。并且，由于模块化不采用统一的设计方式，在维护上会变得十分困难，同时对于性能也比较能达到一致。另外，在灵巧手在使用过程中，为保证较高的通信速率和通信稳定性，以及需要考虑电冲击的影响，并不支持在线更换手指，这造成灵巧手在使用时用户体验欠佳。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供的一种灵巧手嵌入式系统，通过手指与手掌采用嵌入式兼容性模块化设计，能使灵巧手具备很好的灵活性以及可维护性，能有效地减低灵巧手的维护和使用成本，从而使灵巧手具有高灵活性、高可靠性、抗干扰强、成本低、传输速度高、方便维护的优点，用户体验佳。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：根据本技术实施例的一个方面，提供的一种灵巧手嵌入式系统，所述系统包括：中央通信单元、若干个手指、手掌；其中：所述中央通信单元与所述手指、所述手掌和上位机进行通信连接，用于接收所述上位机的操作指令，并将所述操作指令转换为控制指令发送给所述手指和所述手掌；若干所述手指与所述手掌在硬件结构上采用兼容性设计，通过串行通信方式进行通信连接；所述手指和所述手掌根据所述控制指令进行运动。在一个可能的设计中，所述手指包括第一关节模组、第二关节模组、第一微控制单元；其中：所述第一关节模组包括第一关节及其连接的第一直流电机，所述第一直流电机带动所述第一关节运动；所述第二关节模组包括第二关节及其连接的第二直流电机，所述第二直流电机带动所述第二关节运动；所述第一微控制单元包括第一直流电机驱动芯片，所述第一直流电机驱动芯片包括多路脉冲宽度调制PWM输出；所述第一直流电机和第二直流电机分别与所述第一直流电机驱动芯片的一路PWM输出连接；所述第一微控制单元通过CAN总线接收所述中央通信单元发送的所述操作指令，并将所述操作指令转化为控制指令通过所述第一直流驱动芯片的两路PWM输出分别控制驱动所述第一直流电机和所述第二直流电机，从而控制驱动与所述第一直流电机连接的所述第一关节和与所述第二直流电机连接的所述第二关节根据第一微控制单元的控制指令进行运动。在一个可能的设计中，所述手指还包括第一电机电流传感器和第二电机电流传感器；所述第一电机电流传感器用于采样所述第一直流电机的电机驱动电流，提供给所述第一微控制单元采样后换算得到所述第一关节的实际电流；所述第二电机电流传感器，用于采样所述第二直流电机的电机驱动电流，提供给所述第一微控制单元采样后换算得到所述第二关节的实际电流。在一个可能的设计中，所述第一关节模组还包括第一位置传感器和第一关节压力传感器；所述第一位置传感器内嵌在所述第一关节内，用于在所述第一直流电机带动所述第一关节运动时，检测所述第一关节的精确角度；所述第一关节压力传感器安装在所述第一关节的中间位置，用于检测所述第一关节受到的压力值，并将所述压力值传送给所述第一微控制单元。在一个可能的设计中，所述第二关节模组还包括第二位置传感器和第二关节压力传感器；所述第二位置传感器内嵌在所述第二关节内，用于在所述第二直流电机带动所述第二关节运动时，检测所述第二关节的精确角度；所述第二关节压力传感器安装在所述第二关节的中间位置，用于检测所述第二关节受到的压力值，并将所述压力值传送给所述第一微控制单元。在一个可能的设计中，所述手指还包括第一电压缓启动保护电路，用于应对直流电机频繁启动所引起的反电动势的影响。在一个可能的设计中，所述手指还包括第一反冲击保护电路，用于在所述手指连接时应对电源冲击的影响。在一个可能的设计中，所述手掌包括第三关节模组、第二微控制单元；其中：所述第三关节模组包括第三关节和第三直流电机，所述第三直流电机带动所述第三关节运动；所述第二微控制单元包括第二直流电机驱动芯片，所述第二直流电机驱动芯片包括多路PWM输出；所述第三直流电机与所述第二直流电机驱动芯片的一路输出连接；所述第二微控制单元通过CAN总线接收所述中央通信单元发送的所述操作指令，并将所述操作指令转化为控制指令通过所述第二直流电机驱动芯片的一路PWM输出控制驱动所述第三直流电机，从而控制驱动与所述第三直流电机连接的所述第三关节根据第二微控制单元的控制指令进行运动。在一个可能的设计中，所述手掌还包括第三电机电流传感器、第三位置传感器和第三关节压力传感器；所述第三电机电流传感器用于采样所述第三直流电机的电机驱动电流，提供给所述第二微控制单元采样后换算得到所述第三关节的实际电流；所述第三位置传感器内嵌在所述第三关节内，用于在所述第三直流电机带动所述第三关节运动时，检测所述第三关节的精确角度；所述第三关节压力传感器安装在所述第三关节的中间位置，用于检测所述第三关节受到的压力值，并将所述压力值传送给所述第二微控制单元。在一个可能的设计中，所述手掌还包括第二电压缓启动保护电路，用于应对直流电机频繁启动所引起的反电动势的影响。在一个可能的设计中，所述手掌还包括第二反冲击保护电路，用于在所述手掌连接时应对电源冲击的影响。在一个可能的设计中，所述中央通信单元还用于读取并转发各个所述手指与所述手掌的响应数据，并上传到上位机。与相关技术相比，本技术实施例提供的一种灵巧手嵌入式系统，所述系统包括：中央通信单元、若干个手指、手掌；其中：所述中央通信单元与所述手指、所述手掌和上位机进行通信连接，用于接收所述上位机的操作指令，并将所述操作指令转换为控制指令发送给所述手指和所述手掌；若干所述手指与所述手掌在硬件结构上采用兼容性设计，通过串行通信方式进行通信连接；所述手指和所述手掌根据所述控制指令进行运动。通过本技术实施例，通过手指与手掌采用嵌入式兼容性模块化设计，能使灵巧手具备很好的灵活性以及可维护性，使用灵活，方便维护，能有效地减低灵巧手的维护和使用成本，且中央通信单元与手指、手掌和上位机采用串行通信方式进行通信，手指与手掌采用嵌入式兼容性模块化设计，并通过串行通信方式进行通信，使查询应答方式通信的可靠性，保证通信的稳定性，从而使灵巧手具有高灵活性、高可靠性、抗干扰强、成本低、传输速度高、方便维护的优点，用户体验佳。附图说明图1为本技术实施例提供的一种灵巧手嵌入式系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种灵巧手嵌入式系统的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种灵巧手嵌入式系统中手指的结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种灵巧手嵌入式系统的电机控制示意图；图5为本技术实施例提供的一种灵巧手嵌入式系统中手掌的结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灵巧手嵌入式系统，其特征在于，所述系统包括：中央通信单元、若干个手指、手掌；其中：/n所述中央通信单元与所述手指、所述手掌和上位机进行通信连接，用于接收所述上位机的操作指令，并将所述操作指令转换为控制指令发送给所述手指和所述手掌；/n若干所述手指与所述手掌在硬件结构上采用兼容性设计，通过串行通信方式进行通信连接；/n所述手指和所述手掌根据所述控制指令进行运动。/n

【技术特征摘要】
20200615 CN 20201054505411.一种灵巧手嵌入式系统，其特征在于，所述系统包括：中央通信单元、若干个手指、手掌；其中：
所述中央通信单元与所述手指、所述手掌和上位机进行通信连接，用于接收所述上位机的操作指令，并将所述操作指令转换为控制指令发送给所述手指和所述手掌；
若干所述手指与所述手掌在硬件结构上采用兼容性设计，通过串行通信方式进行通信连接；
所述手指和所述手掌根据所述控制指令进行运动。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述手指包括第一关节模组、第二关节模组、第一微控制单元；其中：
所述第一关节模组包括第一关节及其连接的第一直流电机，所述第一直流电机带动所述第一关节运动；
所述第二关节模组包括第二关节及其连接的第二直流电机，所述第二直流电机带动所述第二关节运动；
所述第一微控制单元包括第一直流电机驱动芯片，所述第一直流电机驱动芯片包括多路脉冲宽度调制PWM输出；
所述第一直流电机和第二直流电机分别与所述第一直流电机驱动芯片的一路PWM输出连接；
所述第一微控制单元通过CAN总线接收所述中央通信单元发送的所述操作指令，并将所述操作指令转化为控制指令通过所述第一直流驱动芯片的两路PWM输出分别控制驱动所述第一直流电机和所述第二直流电机，从而控制驱动与所述第一直流电机连接的所述第一关节和与所述第二直流电机连接的所述第二关节根据第一微控制单元的控制指令进行运动。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述手指还包括第一电机电流传感器和第二电机电流传感器；
所述第一电机电流传感器用于采样所述第一直流电机的电机驱动电流，提供给所述第一微控制单元采样后换算得到所述第一关节的实际电流；
所述第二电机电流传感器，用于采样所述第二直流电机的电机驱动电流，提供给所述第一微控制单元采样后换算得到所述第二关节的实际电流。


4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一关节模组还包括第一位置传感器和第一关节压力传感器；所述第一位置传感器内嵌在所述第一关节内，用于在所述第一直流电机带动所述第一关节运动时，检测所述第一关节的精确角度；
所述第一关节压力传感器安装在所述第一关节的中间位置，用于检测所述第一关节受到的压力值，并将所述压力值传送给所述第一微控制单元。


5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二关节模组还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树渠，王涛，谢争，李袁，黄钟颖，
申请(专利权)人：深圳蓝胖子机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44