[发明专利]一种采用了圆筒式弹性驱动器的采摘机器人的控制系统

说明书

本发明涉及一种采用了圆筒式弹性驱动器的采摘机器人的控制系统，其特征在于，包括视觉识别模块、上位机控制模块和多个圆筒式弹性驱动器模块，所述视觉识别模块和各圆筒式弹性驱动器模块分别与所述上位机控制模块连接，所述圆筒式弹性驱动器模块设置在采摘机器人的相应关节处；所述视觉识别模块，用来获取采摘机器人所处的环境信息；所述上位机控制模块，根据所述视觉识别模块传送来的信息发出相应指令给相应的圆筒式弹性驱动器模块；所述圆筒式弹性驱动器模块，接收并执行所述上位机控制模块的指令。本发明构建了圆筒式弹性驱动器的控制系统，对弹性驱动器的控制和应用进行了深入地、具体地研究和实践。

技术领域

本发明属于农业服务机器人技术领域，具体涉及一种采用了圆筒式弹性驱动器的采摘机器人的控制系统。

背景技术

弹性驱动器作为一种新型的驱动器，一直受到国内外高校和研究所的关注，主要应用于需要柔顺性或弹性的机器人机构中。如在单足跳跃机器人机构，人体关节医疗辅助机构，双足步行机器人，外骨骼服，人体上肢机构等中的应用。它相当于在力输出端与负载之间加入弹簧作为力矩的传递机构，它可以单独承受动力源驱动力和负载反作用力，其所具有的高力保真度和低阻抗特性，使得它在人机交互环境中具有良好的应用前景。而现有的对弹性驱动器的控制往往是通过牺牲速度控制精确度以换取物理性人机交互的安全性，较大地限制了弹性驱动器的应用场景。为了对弹性驱动器的控制和应用进行深入地、具体地研究，设计了一种采用了圆筒式弹性驱动器的采摘机器人的控制系统，构建了圆筒式弹性驱动器的控制系统，完成力与速度的精确控制。

发明内容

本发明设计了一种采用了圆筒式弹性驱动器的采摘机器人的控制系统，实用性强，便于推广，对弹性驱动器的控制和应用进行深入地、具体地研究，解决了现有技术中的驱动器难以根据复杂的环境，准确快速的对姿态动作做出相应调整的问题。

为了实现上述目的、解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种采用了圆筒式弹性驱动器的采摘机器人的控制系统，包括视觉识别模块、上位机控制模块和多个圆筒式弹性驱动器模块，所述视觉识别模块和各圆筒式弹性驱动器模块分别与所述上位机控制模块连接，所述圆筒式弹性驱动器模块设置在采摘机器人的相应关节处；

所述视觉识别模块，用来获取采摘机器人所处的环境信息；

所述上位机控制模块，根据所述视觉识别模块传送来的信息计算出相应圆筒式弹性驱动器模块中驱动电机的转向、转动角度并调用预先存入的调试好的相应驱动电机的转速信息，发出指令给相应的圆筒式弹性驱动器模块；

所述圆筒式弹性驱动器模块，接收并执行所述上位机控制模块的指令。

进一步，所述圆筒式弹性驱动器模块包括电机驱动器、驱动电机和圆筒式弹性驱动器，所述圆筒式弹性驱动器的输入端通过谐波减速器和所述驱动电机连接，所述圆筒式弹性驱动器的输出端和相应负载连接；所述负载是采摘机器人的转动臂杆或末端采摘执行器。

进一步，所述圆筒式弹性驱动器包括输入圆盘和输出圆筒，所述输入圆盘包括下输入圆盘和上输入圆盘，所述下输入圆盘一端的连接轴穿过所述输出圆筒与所述上输入圆盘固定连接；所述上输入圆盘上对称地设置有一对凸块，所述输出圆筒的一端对称地设置有一对挡块，所述凸块与所述挡块相间布置，且相邻的凸块和挡块之间设置有弹性元件，所述下输入圆盘与所述输出圆筒之间设置有轴承；所述下输入圆盘通过相对应谐波减速器和相对应驱动电机连接，所述输出圆筒与相应负载连接。

进一步，所述弹性元件是柱形压缩弹簧；所述柱形压缩弹簧垂直安装在相对应挡块和凸块之间，且相邻的柱形压缩弹簧互呈90°设置。

进一步，所述挡块和所述凸块与所述柱形压缩弹簧配合的工作面上均设置有限位凹槽。