[发明专利]多手指联动式高精密机械手系统

说明书

本发明所公开的一种多手指联动式高精密机械手系统，基板的一侧面固定有驱动电机、纵向位移直线滑轨和滚珠丝杠；驱动电机通过传动机构驱动滚珠丝杠的丝杠旋转，活动板的两端分别固定在两根纵向位移直线滑轨的滑块上，滚珠丝杠的滚珠滑块与活动板固定相连；两根纵向位移直线滑轨之间设置至少三根横向排列的柱体；各柱体滑移式安装在基板的一侧面，活动板上设有至少三个长形孔，至少三个长形孔中至少两个为斜置的长形孔，各柱体上的定位柱分别对应插入活动板中的各个长形孔内；柱体的底端固定用于物件抓取的机械手，同时综合运用基于动力学模型的分数阶智能控制器控制方法和时延估计方法等提升产品组装效率和取料精度。

技术领域

本发明涉及一种机械手技术领域，尤其是一种多手指联动式高精密机械手系统。

背景技术

现有技术中，一般对零件进行自动组装时采用仅可以单独拿取一个零件的机械手进行从震动上料盘上或其它上料机构上拿取一个零件后输送至零件组装工作上进行组装，然而这样在大批量生产时采用逐个拿取零件进行组装的效率较低，不能满足客户的工期要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种提升产品组装效率的多手指联动式高精密机械手系统。

本发明所设计的多手指联动式高精密机械手系统，包括基板和活动板，基板的一侧面固定有驱动电机、两根间隔设置的纵向位移直线滑轨、以及位于驱动电机旁侧的滚珠丝杠；驱动电机通过传动机构驱动滚珠丝杠的丝杠旋转，活动板的两端分别固定在两根纵向位移直线滑轨的滑块上，滚珠丝杠的滚珠滑块与活动板固定相连；两根纵向位移直线滑轨之间设置至少三根横向排列的柱体；至少三根柱体滑移式安装在基板的一侧面，其朝向活动板的一侧面均设置定位柱；活动板上设有分别与至少三根柱体上的定位柱位置对应的至少三个长形孔，至少三个长形孔中的中间位置长形孔处于垂直状态，位于垂直状长形孔左右两侧的至少一长形孔分别为斜置的长形孔，且左侧位置至少一斜置的长形孔顶端与垂直状的长形孔顶端之间的距离与右侧位置至少一斜置的长形孔顶端与垂直状的长形孔顶端之间的距离相等；左侧位置至少一斜置的长形孔底端与垂直状的长形孔底端之间的距离与右侧位置至少一斜置的长形孔底端与垂直状的长形孔顶端之间的距离相等；各柱体上的定位柱分别对应插入活动板中的各个长形孔内；柱体的底端固定用于物件抓取的机械手，滚珠丝杠的滚珠滑块位移带动活动板位移，以促使至少三个机械手呈间距并排状态或呈等间距分开状态。其上述设计使得机械手相互之间的间距一致度更高；其中，在机械手取料时处于并排状态，当料拿取后通过分离机构将至少三个横向排列且用于物件抓取的机械手进行等间距同步位移分开。本发明激光位移传感器位于最外侧机械手的旁侧，其感应头与最外侧机械手侧面对应，其通过安装板固定在基板上。其激光位移传感器时刻监测至少三个机械手中的最外侧机械手的位移距离x，将这部分系统的动力学模型设计为如下形式：

其中：

其中，为速度；为加速度，为名义质量，d为哥氏力、离心力，k_e为重力项，u为控制器的输出力矩；τ_d为外界干扰，；

在t时刻简化为N(t)，简化后的系统的动力学模型为如下形式：

对多手指联动式高精密机械手系统的控制目标为设计一种基于动力学模型的分数阶智能控制器(Fractional order intelligent controller缩写为FOIC)，即使在多手指联动式高精密机械手系统存在非线性扰动等不确定情况下，也能使输出位移精确地跟踪期望位移轨迹。为此，定义位移跟踪误差为：

e＝x_d-x (4)

其中，x_d为理想位移信号；x为实际输出位移信号。

设计分数阶指数型动态综合误差函数s为：