[发明专利]一种智能夹持装置及其主动控制方法

摘要

本发明提出一种智能夹持装置及其主动控制方法，智能夹持装置夹持爪的刚度可根据接触点变形而进行控制，利用压电控制MFC‑梁模型从而实现了夹持爪的刚度的可设计性。该装置在夹持过程中，可以智能调节夹持力的大小，实现平缓夹持住被夹物体。该装置可以根据实际需求，灵活设计夹持力变化曲线。本装置还可以根据被夹物体的尺寸，可以设计外侧旋转环的直径及内侧夹持爪的长度，实现对不同尺寸被夹物体的平缓夹持。

主权项

1.一种智能夹持装置的主动控制方法，其特征在于：所述智能夹持装置包括外侧旋转环和三个内侧夹持爪；所述外侧旋转环为内齿环，且能够在驱动装置作用下绕自身轴线以角速度ω转动；所述内侧夹持爪由外齿轮、夹持板和MFC压电片组成；所述夹持板固定在外齿轮的一个齿上，且夹持板所在平面过外齿轮中心轴线；所述MFC压电片贴在所述夹持板上；三个内侧夹持爪的外齿轮分别与外侧旋转环的内齿啮合，且沿外侧旋转环圆周方向均匀分布，当外侧旋转环绕自身轴线转动时，能够带动三个外齿轮绕各自固定的中心轴线转动；且三个夹持板的指向沿同一时针方向；方法包括以下步骤：步骤1：根据外侧旋转环的旋转速度ω，以及外侧旋转环内齿与内侧夹持爪外齿轮的传动比，计算得到开环控制线性变形wl；步骤2：利用最大变形w_g根据公式得到归一化后的开环控制线性变形步骤3：利用步骤2得到的归一化后的开环控制线性变形根据设计的归一化等效夹持力‑变形曲线，计算得到归一化的目标等效夹持力步骤4：利用最大等效夹持力F_g根据公式得到目标等效夹持力F_t；步骤5：根据公式Ft＝kl(wl‑kMFCV)反求得到MFC压电片的控制电压V，其中kl表示等效刚度，kMFC表示MFC压电片的变形‑电压系数。