本發(fā)明涉及機(jī)械手，尤其涉及一種機(jī)械抓取工裝及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、目前，在電力系統(tǒng)的建設(shè)、改造、運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中，電力系統(tǒng)內(nèi)故障設(shè)備的更換及時(shí)性和更換效率，是評(píng)判電網(wǎng)綜合管理水平的一項(xiàng)重要評(píng)定指標(biāo)。由于變電站內(nèi)通常地形復(fù)雜、空間狹小，針對(duì)變電站狹窄空間作業(yè)特點(diǎn)，這就需要機(jī)械抓取工裝對(duì)物體進(jìn)行抓取。

2、目前機(jī)械抓取工裝的控制過(guò)程難以進(jìn)行精確微調(diào)，導(dǎo)致機(jī)械抓取工裝抓取目標(biāo)的準(zhǔn)確性較低，也難以適應(yīng)于地形復(fù)雜、空間狹小的空間，容易導(dǎo)致造成設(shè)備受到破壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種機(jī)械抓取工裝及其控制方法，解決了目前機(jī)械抓取工裝的控制過(guò)程難以進(jìn)行精確微調(diào)，導(dǎo)致機(jī)械抓取工裝抓取目標(biāo)的準(zhǔn)確性較低，也難以適應(yīng)于地形復(fù)雜、空間狹小的空間，容易導(dǎo)致造成設(shè)備受到破壞的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明第一方面提供了一種機(jī)械抓取工裝，包括：機(jī)械抓手、控制器、位移控制平臺(tái)和回轉(zhuǎn)控制平臺(tái)；

3、所述機(jī)械抓手用于抓取目標(biāo)物；

4、所述控制器用于根據(jù)所述機(jī)械抓手與所述目標(biāo)物的位移偏差量確定所述機(jī)械抓手的位移響應(yīng)量，還用于根據(jù)所述機(jī)械抓手的實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)角度變化確定所述機(jī)械抓手的角度響應(yīng)量；還用于將所述位移響應(yīng)量和所述角度響應(yīng)量分別發(fā)送至所述位移控制平臺(tái)和所述回轉(zhuǎn)控制平臺(tái)；

5、所述位移控制平臺(tái)用于按照所述位移響應(yīng)量對(duì)所述機(jī)械抓手沿三維位移方向的位移控制；

6、所述回轉(zhuǎn)控制平臺(tái)用于按照所述角度響應(yīng)量對(duì)所述機(jī)械抓手旋轉(zhuǎn)控制。

7、可選地，所述機(jī)械抓手包括支持架、夾持機(jī)構(gòu)和壓力傳感器；

8、所述支持架與所述夾持機(jī)構(gòu)固定連接；

9、所述夾持機(jī)構(gòu)包括可伸縮夾持組件；

10、所述壓力傳感器與所述可伸縮夾持組件電連接，用于采集所述可伸縮夾持組件的夾持壓力，并根據(jù)所述夾持壓力調(diào)節(jié)所述可伸縮夾持組件的伸縮長(zhǎng)度。

11、可選地，所述可伸縮夾持組件包括圓環(huán)型夾持基座和多個(gè)液壓桿；

12、多個(gè)所述液壓桿沿所述圓環(huán)型夾持基座的圓周方向均勻分布設(shè)置，并多個(gè)所述液壓桿的伸縮方向均朝向所述圓環(huán)型夾持基座的環(huán)內(nèi)；

13、多個(gè)所述液壓桿分別連接有所述壓力傳感器。

14、可選地，所述位移控制平臺(tái)包括支持板；

15、所述支持板上安裝有x軸滑臺(tái)、x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、y軸滑臺(tái)、y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、z軸直線(xiàn)電機(jī)和z軸直線(xiàn)連桿；

16、所述x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制端與所述控制器電連接，所述x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端與所述x軸滑臺(tái)連接，用于驅(qū)動(dòng)所述x軸滑臺(tái)沿x軸方向移動(dòng)；

17、所述y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制端與所述控制器電連接，所述y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端與所述y軸滑臺(tái)連接，用于驅(qū)動(dòng)所述y軸滑臺(tái)沿y軸方向移動(dòng)；

18、所述z軸直線(xiàn)電機(jī)的控制端與所述控制器電連接，所述z軸直線(xiàn)電機(jī)的輸出端與所述z軸直線(xiàn)連桿連接，所述z軸直線(xiàn)連桿與所述機(jī)械抓手固定連接，所述z軸直線(xiàn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述z軸直線(xiàn)連桿沿z軸方向移動(dòng)。

19、可選地，所述z軸直線(xiàn)電機(jī)和所述z軸直線(xiàn)連桿均為兩個(gè)；

20、各所述z軸直線(xiàn)連桿的側(cè)面固定連接有水平調(diào)節(jié)連接件，所述水平調(diào)節(jié)連接件與所述機(jī)械抓手固定連接。

21、可選地，所述機(jī)械抓手上設(shè)有第一角度傳感器；

22、所述第一角度傳感器與所述控制器連接，用于采集所述機(jī)械抓手的傾斜角度，還用于將所述傾斜角度發(fā)送給所述控制器；

23、所述控制器還用于根據(jù)所述傾斜角度進(jìn)行pid控制兩個(gè)所述z軸直線(xiàn)電機(jī)的步進(jìn)量，使所述傾斜角度相對(duì)于水平角度的偏差為零。

24、可選地，所述回轉(zhuǎn)控制平臺(tái)包括承載支撐軸、伺服電機(jī)、蝸桿和蝸輪；

25、所述承載支撐軸與所述回轉(zhuǎn)控制平臺(tái)固定連接；

26、所述伺服電機(jī)分別與所述控制器和所述蝸桿連接；

27、所述蝸桿與所述蝸輪嚙合連接。

28、可選地，所述回轉(zhuǎn)控制平臺(tái)還包括第二角度傳感器，所述第二角度傳感器設(shè)于所述承載支撐軸上，用于采集所述承載支撐軸的角度變化信息，并將所述角度變化信息傳遞給所述控制器；

29、所述控制器還用于根據(jù)所述角度變化信息生成角度旋轉(zhuǎn)指令下發(fā)至所述伺服電機(jī)，使所述伺服電機(jī)按照所述角度旋轉(zhuǎn)指令旋轉(zhuǎn)所述蝸桿。

30、第二方面，本發(fā)明還提供了一種如第一方面所述的機(jī)械抓取工裝的控制方法，包括：

31、根據(jù)機(jī)械抓手與目標(biāo)物的位移偏差量確定所述機(jī)械抓手的位移響應(yīng)量，根據(jù)所述機(jī)械抓手的實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)角度變化確定所述機(jī)械抓手的角度響應(yīng)量；

32、按照所述位移響應(yīng)量對(duì)所述機(jī)械抓手沿三維位移方向的位移控制，并按照所述角度響應(yīng)量對(duì)所述機(jī)械抓手旋轉(zhuǎn)控制，使得所述機(jī)械抓手抓取所述目標(biāo)物。

33、從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過(guò)控制器協(xié)調(diào)控制位移控制平臺(tái)和回轉(zhuǎn)控制平臺(tái)對(duì)機(jī)械抓手的位移和旋轉(zhuǎn)，并利用實(shí)時(shí)反饋的位移變化和角度變化來(lái)分別確定機(jī)械抓手的位移響應(yīng)量和角度響應(yīng)量，從而實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)械抓手進(jìn)行微調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)精確微調(diào)，提高了機(jī)械抓取工裝抓取目標(biāo)的準(zhǔn)確性，可以適應(yīng)于地形復(fù)雜、空間狹小的空間。

技術(shù)特征：

1.一種機(jī)械抓取工裝，其特征在于，包括：機(jī)械抓手、控制器、位移控制平臺(tái)和回轉(zhuǎn)控制平臺(tái)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械抓取工裝，其特征在于，所述機(jī)械抓手包括支持架、夾持機(jī)構(gòu)和壓力傳感器；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械抓取工裝，其特征在于，所述可伸縮夾持組件包括圓環(huán)型夾持基座和多個(gè)液壓桿；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械抓取工裝，其特征在于，所述位移控制平臺(tái)包括支持板；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)械抓取工裝，其特征在于，所述z軸直線(xiàn)電機(jī)和所述z軸直線(xiàn)連桿均為兩個(gè)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械抓取工裝，其特征在于，所述機(jī)械抓手上設(shè)有第一角度傳感器；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械抓取工裝，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)控制平臺(tái)包括承載支撐軸、伺服電機(jī)、蝸桿和蝸輪；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)械抓取工裝，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)控制平臺(tái)還包括第二角度傳感器，所述第二角度傳感器設(shè)于所述承載支撐軸上，用于采集所述承載支撐軸的角度變化信息，并將所述角度變化信息傳遞給所述控制器；

9.一種如權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的機(jī)械抓取工裝的控制方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種機(jī)械抓取工裝及其控制方法，通過(guò)控制器協(xié)調(diào)控制位移控制平臺(tái)和回轉(zhuǎn)控制平臺(tái)對(duì)機(jī)械抓手的位移和旋轉(zhuǎn)，并利用實(shí)時(shí)反饋的位移變化和角度變化來(lái)分別確定機(jī)械抓手的位移響應(yīng)量和角度響應(yīng)量，從而實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)械抓手進(jìn)行微調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)精確微調(diào)，提高了機(jī)械抓取工裝抓取目標(biāo)的準(zhǔn)確性，可以適應(yīng)于地形復(fù)雜、空間狹小的空間。

技術(shù)研發(fā)人員：劉金,王貴山,孫闊騰,楊友添,吳振凱,楊盛杰,李沈謙,黃一釗,李洪坤,羅遠(yuǎn)嘉,陸志達(dá)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司柳州局
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30