[发明专利]一种基于步进电机驱动的电爪夹持控制方法及电爪

权利要求书

1.一种基于步进电机驱动的电爪夹持控制方法，其特征在于，包括根据计算电磁力矩来夹持工件的方法；以及通过计算电机理论运行距离与实际运行距离差值，并与设定的阈值进行比较判断电爪夹持状态的方法；

所述根据计算电磁力矩来夹持工件的方法，按照以下步骤进行：

S1.电爪的MCU接收到夹持指令信号，读取位置传感器发出的电机的起始位置，记录该起始位置为s1；

S2.MCU输出PWM，驱动电机进行转动，电爪的夹爪开始运转夹取；

S3.夹爪在开始夹取时，电机正向运行，输出PWM个数为C1加1，如电机反向运行，输出PWM的个数为C1减1；

S4.步骤S3中电机转动过程中，每输出一个PWM，MCU读取位置传感器的实时位置，并记录该实时位置为s2；

S5.MCU根据记录的起始位置s1和实时位置s2，计算出电机实际的运行距离s3，s3＝s2-s1；

S6.将步骤S5中计算出的s3转化成对应的PWM个数C2；

S7.将步骤S3中得到的C1与步骤S6中得到的C2进行对比；

当C1超前C2一个齿距时，电机失步，此时将C2的值赋予C1进行修正，然后电机继续顺着之前的方向运动，MCU继续输出PWM，进入到步骤S2，进行迭代；

当C1超前C2大于四分之一个齿距且小于一个齿距时，MCU切换电机运行方向，输出PWM，返回步骤2迭代；

当C1未超前C2四分之一个齿距或者C2超前C1时，MCU继续沿之前的方向输出PWM，返回步骤S2迭代；

最终使电机停留在C1超前C2的四分之一齿距位置处，此时电磁力矩最大，电爪夹住工件。

2.根据权利要求1所述的基于步进电机驱动的电爪夹持控制方法，其特征在于，所述一个齿距的度数为7.2°。

3.根据权利要求1所述的基于步进电机驱动的电爪夹持控制方法，其特征在于，所述通过计算电机理论运行距离与实际运行距离差值，并与设定的阈值进行比较判断电爪夹持状态的方法，按照以下步骤进行的：

A1.电爪的MCU接收到夹持指令信号，读取位置传感器发出的电机的起始位置，记录该起始位置为N1；

A2.MCU输出PWM，驱动电机运转，同时记录PWM的脉冲数M1，每输出一个脉冲，M1加1；

A3.步骤A2中记录的脉冲M1如果不大于300，则返回到步骤A2，如果记录的脉冲M1大于300，则进入下一步；

A4.步骤A3中当脉冲M1大于300时，MCU读取目前位置传感器的值，并将此时读取的值记录为实时位置N2；

A5.计算电机运行的实际距离N3，N3＝N2-N1；

A6.将步骤A5中计算得到的实际距离N3和实际理论值M2进行对比，当N3-M2P1时，且N2未超过极限位置，判定电爪夹取到工件，N2超过极限位置时，则电爪未夹取到工件；如果已经夹取到工件，当N3-M2P2时，则判定电爪丢失工件；P1、P2为阈值；

A7.步骤A6完成后，脉冲数M1清零，当前位置N2赋予N1，继续执行步骤A2，进行下一次循环。

4.根据权利要求1所述的一种基于步进电机驱动的电爪夹持控制方法中的电爪，其特征在于，所述电爪包括步进电机(1)，与步进电机(1)通过电机转轴(2)连接的夹爪(3)，安装步进电机(1)上用于检测步进电机(1)位置的位置传感器(4)，所述的位置传感器(4)与MCU电连接，所述的MCU的输出端通过驱动器(5)与所述的步进电机(1)电连接。