The present invention provides a method for generating feedback and bionic bionic hand grasping force vector of the hand control method, the control method comprises the following steps: according to the operation requirements of task, target position Xd Descartes space (XD, YD = ZD); through inverse kinematics, joint space get the desired position will be QD; the joint space expected position QD as the adjustment process of inner position input of trajectory planning in joint space, and complete the tracking control of joint space position; wherein the inner position adjustment process, driven by the motor position space, get the actual angle of the joint Q through joint kinematics, in the first feedback as the first feedback quantity and the joint space expected position QD, involved in the control of the inner loop position adjustment; at the same time, by the end of the bionic hand force sensor A one-dimensional force vector is obtained, and the force vector is processed in the second feedback loop to obtain position components in three directions, and is used as the second feedback amount to control the bionic hand.
【技术实现步骤摘要】
一种仿生手抓取物体时生成反馈力向量的方法
本专利技术涉及一种仿生灵巧手的控制方法,特别是抓取过程中的力反馈方法,属于机器人系统
技术介绍
仿生灵巧手在进行抓取物体作业时,为使灵巧手柔顺的接触目标物体,不造成仿生手或物体的损害,需要对抓取过程进行力反馈,即在接触末端加装力传感器。因为力反馈需要获得多个方向的信息,因此通常力传感器会选择六维力/力矩传感器,这样使得抓取过程中传感器的反馈量过大,容易造成处理器计算量过大,反馈不及时乃至出错。现有专利201010515986.8提供了一种应用力传感器反馈,阻抗控制调节机器人抓取物体的方案,该方法通过机械手末端执行器上的力传感器反馈的信息进行物体抓取。该专利聚焦于如何获得最好的阻抗参数。仿生灵巧手在进行抓取物体作业时,为使灵巧手柔顺的接触目标物体,不造成仿生手或物体的损害,需要对抓取过程进行力反馈,即在接触末端加装力传感器。因为力反馈需要获得多个方向的信息,因此通常力传感器会选择六维力/力矩传感器,这样使得抓取过程中传感器的反馈量过大,容易造成处理器计算量过大,反馈不及时乃至出错。因此,需要一种使用一维的压力传感器生成反馈力向量的方法,经过一系列计算处理后,得到同样可用于力反馈的结果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种向量分解器和对应的向量分解算法,可以使一维位置向量经由向量分解算法,得到物体坐标系下的三维位置向量。本专利技术的技术方案如下。一种仿生手控制方法,所述控制方法包括以下步骤:根据操作任务要求,产生笛卡尔空间的目标位置Xd=(xd,yd,zd);通过逆运动学,得到关节空间期望位置qd;将所述 ...
【技术保护点】
一种仿生手控制方法,所述控制方法包括以下步骤:根据操作任务要求,产生笛卡尔空间的目标位置Xd=(xd,yd,zd);通过逆运动学,得到关节空间期望位置qd;将所述关节空间期望位置qd作为内环位置调节过程的输入,在关节空间中进行轨迹规划,并完成关节空间的位置跟踪控制;其中,所述内环位置调节过程中,由驱动空间的电机位置,通过关节运动学得到关节的实际角度q,所述关节的实际角度q在第一反馈环节作为第一反馈量与所述关节空间期望位置qd进行比较,参与控制系统的内环位置调节;同时,由仿生手末端的力传感器获得一维的力向量,该力向量在第二反馈环节经过处理得到三个方向的位置分量,所述三个方向的位置分量作为第二反馈量参与对所述仿生手的控制。
【技术特征摘要】
1.一种仿生手控制方法,所述控制方法包括以下步骤:根据操作任务要求,产生笛卡尔空间的目标位置Xd=(xd,yd,zd);通过逆运动学,得到关节空间期望位置qd;将所述关节空间期望位置qd作为内环位置调节过程的输入,在关节空间中进行轨迹规划,并完成关节空间的位置跟踪控制;其中,所述内环位置调节过程中,由驱动空间的电机位置,通过关节运动学得到关节的实际角度q,所述关节的实际角度q在第一反馈环节作为第一反馈量与所述关节空间期望位置qd进行比较,参与控制系统的内环位置调节;同时,由仿生手末端的力传感器获得一维的力向量,该力向量在第二反馈环节经过处理得到三个方向的位置分量,所述三个方向的位置分量作为第二反馈量参与对所述仿生手的控制。2.根据权利要求1所述的仿生手控制方法,其特征在于,所述第二反馈环节包括:步骤i:力传感器产生一维力向量F,输入阻抗控制器产生一维位置修正向量Xe;步骤ii:将一维位置向量Xe输入向量分解器,经过向量分解算法,产生三维空间位置向量Xr;步骤iii:将三维位置向量Xr作为所述第二反馈环节的最终输出参与整个控制系统工作。3.根据权利要求2所述的仿生手控制方法,其特征在于,向量分解算法的步骤如下:步骤i:分析手指运动,经力传感器得到一个力F,力的方向永远是指向物体的质心的相反方向,即物体坐标系的圆心,经过控制器生成相对应的位置量Xe,得到向量分解器的输入;步骤ii:分别取矢量与物体坐标系∑object_[x,y,z]的夹角为(α、β、γ),在[x,y,z]方向分别乘系数cos(α、β、γ),把一维向量转化为三维向量;步骤iii:将步骤ii的结果乘...
【专利技术属性】
技术研发人员:余张国,陈学超,于大程,黄强,张伟民,孙宁,秦鸣悦,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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