1.一種齒輪傳動(dòng)雙向平夾感知自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置,用于抓握物體,其特征在于:包括基座、第一指段、第二指段、近關(guān)節(jié)軸、遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第一停抓傳感器、第二停抓傳感器、第一接觸傳感器、第二接觸傳感器、第一停放傳感器、第二停放傳感器、初位傳感器、控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一齒輪、第二齒輪、齒輪組,
所述第一電機(jī)與所述基座的下部固定連接,所述第二電機(jī)與所述基座的下部固定連接且與所述第一電機(jī)并排設(shè)置,所述近關(guān)節(jié)軸的軸線與所述遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸的軸線平行,所述控制模塊包括第一停放輸入端、第二停放輸入端、第一停抓輸入端、第二停抓輸入端、第一接觸輸入端、第二接觸輸入端、初位輸入端、電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出端和復(fù)位端,
所述近關(guān)節(jié)軸活動(dòng)套設(shè)在所述基座中,
所述遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸活動(dòng)套設(shè)在所述第一指段中,
所述第一指段套接在所述近關(guān)節(jié)軸上,所述第二指段套接在所述遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上,
所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述基座中,所述第一電機(jī)的輸出軸與第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端相連,所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端套接在所述近關(guān)節(jié)軸的一端上,
所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在基座中且與所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)并排設(shè)置,所述第二電機(jī)的輸出軸與所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端相連,所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端活動(dòng)套設(shè)在所述近關(guān)節(jié)軸上,
所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與所述第一齒輪相連,所述第一齒輪活動(dòng)套接在所述近關(guān)節(jié)軸上,
所述第二齒輪套接在所述遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸上,
所述第二齒輪與所述第二指段固定連接,
所述齒輪組安裝在所述第一指段中,包括至少一個(gè)齒輪或相嚙合的多個(gè)齒輪,所述齒輪組的輸入齒輪與第一齒輪嚙合,所述齒輪組的輸出齒輪與所述第二齒輪相嚙合,
所述第一齒輪的傳動(dòng)半徑與所述第二齒輪的傳動(dòng)半徑相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪傳動(dòng)雙向平夾感知自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置,其特征在于:
其中,所述控制模塊的復(fù)位端用于接收復(fù)位信號(hào),
所述控制模塊的電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出端與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接,所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端分別與第一電機(jī)、第二電機(jī)的引線連接,
所述第一接觸傳感器的信號(hào)引出端與所述控制模塊的第一接觸輸入端連接,
所述第一接觸傳感器固定安裝在所述第一指段的正向抓取面上用于采集所抓物體碰觸第一指段正向的信息,
所述第二接觸傳感器的信號(hào)引出端與所述控制模塊的第二接觸輸入端連接,
所述第二接觸傳感器固定安裝在所述第一指段的反向抓取面上用于采集所抓物體碰觸第一指段反向的信息,
所述第一停抓傳感器的信號(hào)引出端與所述控制模塊的第一停抓輸入端連接,所述第一停抓傳感器固定安裝在第二指段的正向抓取面上用于采集所抓物體碰觸第二指段正向的信息,
所述第二停抓傳感器的信號(hào)引出端與所述控制模塊的第二停抓輸入端連接,所述第二停抓傳感器固定安裝在所述第二指段的反向抓取面上用于采集所抓物體碰觸第二指段反向的信息,
所述第一停放傳感器的信號(hào)引出端與所述控制模塊的第一停放輸入端連接,所述第一停放傳感器固定安裝在所述基座上用于采集第一指段相對(duì)于所述基座繞近關(guān)節(jié)軸正向轉(zhuǎn)動(dòng)到某個(gè)設(shè)定角度的信息,
所述第二停放傳感器的信號(hào)引出端與所述控制模塊的第二停放輸入端連接,所述第二停放傳感器固定安裝在所述基座上用于采集第一指段相對(duì)于基座繞近關(guān)節(jié)軸反向轉(zhuǎn)動(dòng)到某個(gè)設(shè)定角度的信息,
所述初位傳感器的信號(hào)引出端與所述控制模塊的初位輸入端連接,所述初位傳感器固定安裝在所述基座的中間板上用于采集第二指段與所述基座垂直位置的信息,
所述控制模塊接收來(lái)自上述的傳感器的各種信號(hào),并發(fā)送指令給所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)驅(qū)動(dòng)所述第一電機(jī)、所述第二電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)所述第一指段、第二指段的彎曲或伸直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪傳動(dòng)雙向平夾感知自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置,其特征在于:
其中,所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一減速器、第一錐齒輪、第二錐齒輪、過(guò)渡軸、第一帶輪、第二帶輪和第一傳動(dòng)帶,
所述第一電機(jī)的輸出軸與所述第一減速器的輸入軸相連,
所述第一錐齒輪套接固定在所述第一減速器的輸出軸上,
所述第二錐齒輪套接固定在所述第一過(guò)渡軸上,
所述第一錐齒輪與所述第二錐齒輪嚙合,
所述第一過(guò)渡軸套設(shè)在所述基座中,所述第一帶輪套接固定在第一過(guò)渡軸上,
所述第二帶輪套接固定在所述近關(guān)節(jié)軸上,
所述第一傳動(dòng)帶連接第一帶輪和第二帶輪,三者形成帶輪傳動(dòng)關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪傳動(dòng)雙向平夾感知自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置,其特征在于:
其中,所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二減速器、第三錐齒輪、第四錐齒輪、第二過(guò)渡軸、第三帶輪、第四帶輪和第二傳動(dòng)帶,
所述第二電機(jī)的輸出軸與所述第二減速器的輸入軸相連,
所述第三錐齒輪套接固定在所述第二減速器的輸出軸上,
所述第四錐齒輪套接固定在所述第二過(guò)渡軸上,
所述第三錐齒輪與所述第四錐齒輪嚙合,
所述第二過(guò)渡軸套設(shè)在所述基座中,所述第三帶輪套接固定在第一過(guò)渡軸上,
所述第四帶輪活動(dòng)套接在所述近關(guān)節(jié)軸上,
所述第二傳動(dòng)帶連接第三帶輪和第四帶輪,三者形成帶輪傳動(dòng)關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪傳動(dòng)雙向平夾感知自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置,其特征在于:
其中,所述第一接觸傳感器、第二接觸傳感器、第一停抓傳感器、第二停抓傳感器、第一停放傳感器、第二停放傳感器以及初位傳感器為采用多個(gè)基本傳感器呈陣列布置而得到的傳感器組合,
所述基本傳感器為位移傳感器、壓力傳感器以及力矩傳感器中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪傳動(dòng)雙向平夾感知自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置,其特征在于:
其中,所述控制模塊采用計(jì)算機(jī)、PLD、CPLD、PLC、單片機(jī)、DSP和FPGA中的一種或幾種的組合,
控制模塊內(nèi)含有A/D轉(zhuǎn)換電路。
7.一種齒輪傳動(dòng)雙向平夾感知自適應(yīng)機(jī)器人手指裝置的控制方法,其特征在于,具有以下步驟:
1)、令復(fù)位標(biāo)志位為R,令第一停抓標(biāo)志位為A,令第二停抓標(biāo)志位為B,令第一接觸標(biāo)志位為C,令第二接觸標(biāo)志位為D,令第一停放標(biāo)志位為E,令第二停放標(biāo)志位為F,令初位標(biāo)志位為G,開(kāi)始時(shí),令復(fù)位標(biāo)志位R=0;
2)、當(dāng)控制模塊的第一停抓輸入端接收到第一停抓傳感器的第一停抓信號(hào),則令第一停抓標(biāo)志位A=1,否則令停抓標(biāo)志位A=0;
3)、當(dāng)控制模塊的第二停抓輸入端接收到第二停抓傳感器的第二停抓信號(hào),則令第二停抓標(biāo)志位B=1,否則令停抓標(biāo)志位B=0;
4)、當(dāng)控制模塊的第一接觸輸入端接收到第一接觸傳感器的第一接觸信號(hào),則令第一接觸標(biāo)志位C=1,否則令第一接觸標(biāo)志位C=0;
5)、當(dāng)控制模塊的第二接觸輸入端接收到第二接觸傳感器的第二接觸信號(hào),則令第二接觸標(biāo)志位D=1,否則令第二接觸標(biāo)志位D=0;
6)、當(dāng)控制模塊的第一停放輸入端接收到第一停放傳感器的第一停放信號(hào),則令第一停放標(biāo)志位E=1,否則令停放標(biāo)志位E=0;
7)、當(dāng)控制模塊的第二停放輸入端接收到第二停放傳感器的第二停放信號(hào),則令第二停放標(biāo)志位F=1;否則令停放標(biāo)志位F=0;
8)、當(dāng)控制模塊的初位輸入端接收到初位傳感器的初位信號(hào),則令初位標(biāo)志位G=1,否則令停放標(biāo)志位G=0,
9)、當(dāng)控制模塊的復(fù)位端接收到復(fù)位信號(hào),則令復(fù)位標(biāo)志位R=1,并進(jìn)行步驟11),否則進(jìn)行步驟10);
10)、當(dāng)控制模塊的第一接觸輸入端接收到第一接觸信號(hào),即第一接觸標(biāo)志位C=1,則進(jìn)行步驟12),否則進(jìn)行步驟13);
11)、當(dāng)控制模塊的初位輸入端接收到初位信號(hào),即初位標(biāo)志位G=1,則進(jìn)行步驟25),否則進(jìn)行步驟26);
12)、控制模塊控制第一電機(jī)停轉(zhuǎn),當(dāng)控制模塊的第一停抓輸入端接收到第一停抓信號(hào),即第一停抓標(biāo)志位A=1,則進(jìn)行步驟22),否則進(jìn)行步驟23);
13)、當(dāng)控制模塊的第一停抓輸入端接收到第一停抓信號(hào),即第一停抓標(biāo)志位A=1,則進(jìn)行步驟12),否則進(jìn)行步驟14);
14)、當(dāng)控制模塊的第一停放輸入端接收到第一停放信號(hào),即第一停放標(biāo)志位E=1,則進(jìn)行步驟15),否則進(jìn)行步驟16);
15)、在預(yù)定的小時(shí)間段⊿t內(nèi),控制模塊驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)正轉(zhuǎn),使得第一指段繞近關(guān)節(jié)軸向正向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度,當(dāng)控制模塊的第二接觸輸入端接收到第二接觸信號(hào),即第二接觸標(biāo)志位D=1,則進(jìn)行步驟17),否則進(jìn)行步驟18);
16)、在預(yù)定的小時(shí)間段⊿t內(nèi),控制模塊驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)反轉(zhuǎn),使得第一指段繞近關(guān)節(jié)軸向反向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度,當(dāng)控制模塊的復(fù)位端接收到復(fù)位信號(hào),即復(fù)位標(biāo)志位R=1,則進(jìn)行步驟10),否則進(jìn)行步驟11);
17)、控制模塊控制第一電機(jī)停轉(zhuǎn),當(dāng)控制模塊的第二停抓輸入端接收到第二停抓信號(hào),即第二停抓標(biāo)志位B=1,則進(jìn)行步驟22),否則進(jìn)行步驟24);
18)、當(dāng)控制模塊的第二停抓輸入端接收到第二停抓信號(hào),即第二停抓標(biāo)志位B=1,則進(jìn)行步驟17),否則進(jìn)行步驟19);
19)、當(dāng)控制模塊的第二停放輸入端接收到第二停放信號(hào),即第二停放標(biāo)志位F=1,則進(jìn)行步驟20),否則進(jìn)行步驟21);
20)、控制模塊控制第一電機(jī)停轉(zhuǎn),進(jìn)行步驟1);
21)、當(dāng)控制模塊的復(fù)位端接收到復(fù)位信號(hào),即復(fù)位標(biāo)志位R=1,則進(jìn)行步驟11),否則進(jìn)行步驟15);
22)、控制模塊控制第二電機(jī)停轉(zhuǎn),進(jìn)行步驟1);
23)、在預(yù)定的小時(shí)間段⊿t內(nèi),控制模塊驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)反轉(zhuǎn),使得第二指段繞遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸向反向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度,當(dāng)控制模塊的復(fù)位端接收到復(fù)位信號(hào),即復(fù)位標(biāo)志位R=1,則進(jìn)行步驟11),否則進(jìn)行步驟12);
24)、在預(yù)定的小時(shí)間段⊿t內(nèi),控制模塊驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)正轉(zhuǎn),使得第二指段繞遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸向正向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度,當(dāng)控制模塊的復(fù)位端接收到復(fù)位信號(hào),即復(fù)位標(biāo)志位R=1,則進(jìn)行步驟11),否則進(jìn)行步驟25);
25)、當(dāng)控制模塊的第二停抓輸入端接收到第二停抓信號(hào),即第二停抓標(biāo)志位B=1,則進(jìn)行步驟22),否則進(jìn)行步驟24);
26)、控制模塊控制第二電機(jī)停轉(zhuǎn),當(dāng)控制模塊的第二接觸輸入端接收到第二接觸信號(hào),即第二接觸標(biāo)志位D=1,則進(jìn)行步驟30);否則進(jìn)行步驟31);
27)、當(dāng)控制模塊的第一停抓輸入端接收到第一停抓信號(hào),即第一停抓標(biāo)志位A=1,則進(jìn)行步驟28),否則進(jìn)行步驟29);
28)、在預(yù)定的小時(shí)間段⊿t內(nèi),控制模塊驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)正轉(zhuǎn),使得第二指段繞遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸向正向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度,當(dāng)控制模塊的復(fù)位端接收到復(fù)位信號(hào),即復(fù)位標(biāo)志位R=1,則進(jìn)行步驟27),否則進(jìn)行步驟10);
29)、在預(yù)定的小時(shí)間段⊿t內(nèi),控制模塊驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)反轉(zhuǎn),使得第二指段繞遠(yuǎn)關(guān)節(jié)軸向反向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度,當(dāng)控制模塊的復(fù)位端接收到復(fù)位信號(hào),即復(fù)位標(biāo)志位R=1,則進(jìn)行步驟11),否則進(jìn)行步驟10);
30)、在預(yù)定的小時(shí)間段⊿t內(nèi),控制模塊驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)反轉(zhuǎn),使得第一指段繞近關(guān)節(jié)軸向反向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度,當(dāng)控制模塊的第一停放輸入端接收到第一停放信號(hào),即第一停放標(biāo)志位E=1,則進(jìn)行步驟20),否則進(jìn)行步驟33);
31)、當(dāng)控制模塊的第二停放輸入端接收到第二停放信號(hào),即第二停放標(biāo)志位F=1,則進(jìn)行步驟20),否則進(jìn)行步驟32);
32)、在預(yù)定的小時(shí)間段⊿t內(nèi),控制模塊驅(qū)動(dòng)第一電機(jī)正轉(zhuǎn),使得第一指段繞近關(guān)節(jié)軸向正向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度,當(dāng)控制模塊的復(fù)位端接收到復(fù)位信號(hào),即復(fù)位標(biāo)志位R=1,則進(jìn)行步驟34),否則進(jìn)行步驟10);
33)、當(dāng)控制模塊的復(fù)位端接收到復(fù)位信號(hào),即復(fù)位標(biāo)志位R=1,則進(jìn)行步驟34),否則進(jìn)行步驟10);
34)、當(dāng)控制模塊的第二接觸輸入端接收到第二接觸信號(hào),即第二接觸標(biāo)志位D=1,則進(jìn)行步驟30);否則進(jìn)行步驟31);
35)、當(dāng)控制模塊接收到關(guān)機(jī)信號(hào)時(shí),結(jié)束,否則進(jìn)行步驟1)。