小型多自由度机械手测控系统设计+CAD图纸(5)
2.3 传感器的安装设计
指力传感器装在手爪的指尖上，这样就可以直接测量手指上的压力，2个传感器需安装在同一轴线上，以保证工作时有良好的抓取性能。位移传感器装在横向机构及纵向机构的侧向，需保证其具有足够的测量量程，且与其测量的方向保证平行。
2.4 测试软件的编制及控制程序的控制要求
根据要求及实际的编制测试软件的编制要求、各个模块的功能设计，并提出
相应控制程序的设计要求与目的。
3总计方案
根据设计要求，对系统进行总体方案的初步确定。本次设计主要是设计机械手的手部机构。手部机构的手爪是带有防松机构，利用在指尖增加压缩弹簧和在手指支架上安装扭簧而达到防松的效果。手部机构的作用是控制手抓的开合，是手抓在规定的范围内随意抓取物件。
此次设计的机械手共有3个自由度，分别为z方向的转动，及x、z方向的直线动作。总体设计方案见图3.1，手部机构见图3.2。
图3.1 总体设计方案
1液压泵站：用于输出压力油
2纵向机构：用于使机械手整体进行z方向直线运动。由液压缸驱动。
3横向机构：用于使机械手整体进行x方向直线运动。由液压缸驱动。
4手部机构：用于使机械手手爪进行开合运动。由液压缸驱动。
5手爪：用于抓取工件等
6旋转机构：用于使机械手手爪进行回转。由液压摆动马达驱动。
7基座：用于放置带动整个机械手、液压泵站。
图3.2 手爪机构结构简图
机械手力传感器安装位置：
机械手的手爪5的手指上，安装力传感器。用于测试机械手指间上的压力。
机械手的位移传感器安装位置：
位移传感器装在横向机构上（液压缸套筒）及纵向机构上（液压缸套筒）。用于测量机械手在横向及纵向上的位移以及间接的测量速度。
4测试系统的设计
测试系统分为力测试系统及位移检测系统。
在整个设计工作中，力系统主要由两大部分组成。一是传感器部分，二是测试与控制系统。在设计上采用一组测力传感器（指力传感器）及其相关的信号调理器（放大器）、A/D与D/A转换卡、数据采集器、测控软件（信号处理、分析与输出控制）等组成整个系统。
图4.1 力系统控制图
4.1 测力传感器功能设计
测力传感器是整个测试与控制的一个重要环节。在工作中通过对测力传感器的信号获取来控制整个工作过程。因此它的选择是相当重要的。在手爪（指）上安装了一对爪（指）力传感器，用来对机械手工作对象（提起的重物）的夹紧力的感知与控制。
4.2 传感器的类型及结构设计
力传感器是指对机器人（手）的指在运动中所受力的感知，根据被测对象的负载，可以把力传感器分为：
a.测力传感器（单轴力传感器）
b.力矩表（单轴力矩传感器）
c.手指传感器（检测机器人（手）手指作用力的超小型单轴力传感器）
d.多轴力觉传感器等。
位移传感器：位移是指机械手各机构运动的位置（直线位移），包括横向与纵向位移。
4.2.1 力传感器
在本设计中，采用力传感器进行机械手最大工作载荷测量，从而满足要求。
力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，智能建筑、生产自控、研发测试、机床等众多行业，它具有较低的价格和较高的精度以及较好的线性特性，是最为常用的测量力学性能的传感器。在本设计中，采用力传感器进行机械手最大工作载荷测量。
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