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《基于数据手套的机械手控制技术应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、·170·计算机应用研究2006年*基于数据手套的机械手控制技术应用122张俊杰,李世其,熊友军(1.华中科技大学软件学院,湖北武汉430074;2.华中科技大学机械学院,湖北武汉430074)摘要:基于数据手套的机械手控制是一种新的机械手控制模式。与传统的机器人控制方法作比较,分析了各自的优势,介绍了系统框架,讨论了系统实现中的关键技术,最后实现了原型系统。应用表明,这种方法操作简单、交互性好,有广泛的应用前景。关键词:串口通信;协议设计;同步控制中图法分类号:TP391.8文献标识码:A文章编号:10
2、01-3695(2006)07-0170-02ApplicationofRobotControlTechnologyBasedonDataGlove122ZHANGJun-jie,LIShi-qi,XIONGYou-jun(1.CollegeofSoftware,HuazhongUniversityofScience&Technology,WuhanHubei430074,China;2.CollegeofMechanicalScience&Engi-neering,HuazhongUniversityo
3、fScience&Technology,WuhanHubei430074,China)Abstract:Robotcontrolbasedondatagloveisanewmoduleofrobotcontrol.Compareswithtraditionwayofrobotcontrolandanalyseseachadvantage,andintroducessystemframe,inwhatfollowsdiscussesthekeytechno-logyofsystem,intheendthep
4、rototypesystemhasbeenimplemented.Practiceindicatesthatithassimpleoperation,goodinteractionandwidelyappli-cationfuture.Keywords:SerialPortCommunication;ProtocolDesign;SynchronousControl1引言运动指令传统控制模式操作者控制器机器人本文控制模式操作者数据手套计算机机器人目前,机器人不仅在工业上应用越来越广,而且正在社会图1两种控
5、制模式对比图服务、海洋开发、宇宙空间、地下矿藏、军事作战、抢险救灾等领2系统框架域开拓新的应用,以代替人类在无法适应的特殊环境下工作,这将极大地扩展人类的活动范围。整个系统分为三大部分,即操控系统、计算机软件系统和传统的机器人控制模式大多是操作者通过向控制器输入运机械手。这三部分相互作用,构成一个整体,如图2所示。动指令来控制机器人的运动。这种模式的缺点是操作复杂且很操作系统计算机软件系统数串口虚机控串口机不直观,操作者事先要进行培训,对操作者要求较高,需要他们操据拟虚制拟械械作手场手手模手有一定的计算机
6、编程知识。即使这样,操作者对机器人的控制者套景块也很难具备实时性和交互性。这种控制模式在操作环境熟悉、图2系统框图动作相对固定的情况下效果比较好,如ABB公司的焊接机器人操作者发出操作动作后,数据手套通过自带的传感器捕获和中国科学院沈阳自动化研究所的空调通风管道清洁机器人都操作者手的姿态信息,并将这些信息通过计算机串口传递给计采用这种模式。本文采用的控制模式是操作者戴上数据手套通算机系统;计算机系统得到人手的姿态信息后,计算确定人手过计算机系统实时控制机器人,并且计算机上有生成的虚拟场的运动状态,然后将这
7、些参数传递给虚拟手;虚拟手就会根据景辅助操作,在看不到机械手的情况下,操作者也能通过改变虚这些参数实时地调整姿态,同时把参数传给机械手控制模块;拟手的姿态对机械手作出相应的调整。与传统控制方法中操作机械手控制模块依据机械手的通信协议,把这些参数转换为机者通过输入运动指令的间接控制相比,这种直接的控制方法更械手对应转轴的运动指令,也通过计算机串口发送出去,最终加符合人类的操作习惯,它的操作简单、高效,大大提高了交互达到控制机械手的目的。整个过程在我们事先设定好的时间性。在卫星维修、深海探索等人类不熟悉的环境
8、下采用这种模范围内循环进行,因为时间间隔很短,操作者基本感觉不到时式控制机器人则效果更理想。两种控制模式的对比如图1所[1]延,这就实现了人手对机械手的同步控制。示。目前国内相关人士对这种新型控制方法进行了一些研根据系统要求,我们采用的硬件设备是中鸣6自由度机械究,提出了一些实施方案,但还没有应用于实际。手和5DT数据手套。中鸣6自由度机械手臂(图3(a))由七个精确的伺服马达组成,共有六个自由度,分别对应于转动基收稿日期:2
