多指靈巧手主從系統(tǒng)的設(shè)計與控制.pdf

1、由于工程應(yīng)用的迫切需求以及機器人技術(shù)的發(fā)展，多指靈巧手作為機器人系統(tǒng)的重要組成部分，近年來已成為重要的研究課題，并逐漸發(fā)展成為了專門的研究領(lǐng)域。主從控制是應(yīng)用最廣泛的一種靈巧手操作方式。人手通過某種設(shè)備給出多指手的期望位置、速度等，通過控制系統(tǒng)使多指手跟蹤這些給定值，從而在人的控制下使靈巧手完成具體作業(yè)任務(wù)。從手的理想位置由主從手指尖位置的映射關(guān)系決定。操作者佩戴合適的主手裝置，可實現(xiàn)從手的多種動作。
　　 本文設(shè)計了一個多指靈

2、巧手的主從控制系統(tǒng)，以自行設(shè)計的主操作手裝置作為數(shù)據(jù)手套， TMS320F2812DSP控制器及外圍電路實時采樣主手運動信息，經(jīng)過運算后得到從手的目標位置，繼而通過PID算法實現(xiàn)對從手（靈巧手）各個關(guān)節(jié)的位置反饋控制，使得從手跟蹤人手的運動。
　　 首先，搭建了一個主從控制平臺，設(shè)計出了滿足人手工作范圍的主手和多指靈巧手。主手使用連桿機構(gòu)作為基本骨架結(jié)構(gòu)，各關(guān)節(jié)處安裝角位移傳感器獲取關(guān)節(jié)運動信息。靈巧手以直徑僅為30mm的超聲電

3、機作為驅(qū)動單元，由彈性線作為傳動裝置，帶動各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動，同樣在靈巧手關(guān)節(jié)處也安裝了角位移傳感器，靈巧手整體結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、傳動靈活。
　　 其次，進行了主從控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，以TMS320F2812DSP為核心控制器，外圍電路包括數(shù)據(jù)采集電路、超聲電機的運動控制電路、譯碼電路等。
　　 最后，采用增量式數(shù)字PID控制算法，通過軟件編程實現(xiàn)對主從控制系統(tǒng)的位置反饋控制。軟件程序主要包括靈巧手關(guān)節(jié)回零和主從手位置反饋控制