CN103240750A - 基于同步传感的机械臂控制方法 - Google Patents
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Abstract
传统的机器人控制一般采用遥控器、键盘/操纵杆等方式，操作复杂性，不直观，很难熟练掌握。本发明找到了一种通过采集人手臂的举动，并将其直接转换为机械臂的动作的方法，通过确定行为姿态和进行动作的坐标转换实现基于姿态同步的无线遥控机器臂。其用途十分广泛，通过无线传输可以控制远端无人的危险性操作，甚至可以用于行星探测。
Description
技术领域：
随着机电技术的发展，机器人和机器臂的应用越来越普遍。以往机器人的操作通常需要遥控器，将人的意愿通过键盘/操纵杆的方式将指令传递给机器臂/人，由于操作复杂，不够直观，很难熟练掌握。本发明是通过采集人手臂的举动，将其直接转换为机械臂的动作，其用途十分广泛，通过无线传输可以控制远端无人的危险性操作，甚至可以用于行星探测。
背景技术：
本发明所依赖的技术基础是传感器技术和机电控制技术。主要解决行为姿态确定和动作的坐标转换等关键问题。姿态确定主要依靠分布在手臂的传感器采集动作，经过分析计算确定手臂在坐标空间的位置，如图1所示。同时将机械臂的各轴位置也在坐标系里表示。接下来，再对两者进行坐标变换。
发明内容：
本发明包含三个方面的内容：一、组合测姿模块设计，由三轴角速度计、三轴加速度计和三轴磁场计组成，电路原理如图2所示。二、姿态采集，以两组组合测姿模块A、B和C、D分别采集大臂和小臂的动作；以压力传感器采集手掌的握力。三、手臂与机械臂的坐标转换，将手臂和机械臂的测姿结果转化为坐标系中的线段如图1所示，并找出其间的对应关系，即转换矩阵。
其对应关系如下：O为转轴，模仿大臂转动；DC代表大臂，围绕D转动模仿手臂的抬起。AB代表小臂，围绕B转动，模仿手臂的屈伸。A点代表手腕，备有两个电机转动模仿手腕的转动和扭动。
附图说明：
图1测姿传感控制原理图，
图2组合测姿模块
具体实施方式：
当手臂移动时，组合测姿模块便测得其A、B和C、D的位置，接着由转换矩阵计算出机械臂对应各点应该到达的位置，然后由电机驱动电路控制电机的转动使机械臂做出相应的动作。
机械臂和手臂的控制通常是有区别的。由于手臂在生理上有一定的运动位置限制，而且人人都不一样。因此要找到彼此的对应关系，对机械臂的各个转轴加以一定的限制，避免因某个轴转动过大造成其它轴无法找到对应关系。
在对每个轴设置好限定范围后，便可以进行动作的精确调整。比如以手的最终位置为控制目标，中间各轴的位置只是用于动作的连贯性而设置。控制过程可根据手臂运动的生理过程，即由大臂带动小臂，动作可进行分解，也可经过学习后混合进行。
具体过程是，大臂抬起然后转动，也可同时进行；小臂只做弯曲，不做转动。整个动作过程都是经坐标转换后进行。坐标转换可以算出每个电机的转动量，得到传感器位置和电机间空间坐标的对应关系，即最佳运动路径。
Claims (2)
1.需要保护的是本发明的理念，即基于同步传感的机械臂控制方法。
2.手臂和机械臂在坐标系中的对应关系和动作的控制关系。
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| CN103240750A true CN103240750A (zh) | 2013-08-14 |
Family
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Family Applications (1)
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| PB01 | Publication | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
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Application publication date: 20130814 |