一种气动软体手指、软体手指控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种气动软体手指、软体手指控制系统及控制方法，该软体手指包括设有驱动气腔的驱动部分和设有感知气腔的感知部分，驱动部分和感知部分采用形状沉积技术一体化制造，实现了驱动与感知的高度集成。本发明专利技术的控制装置仅通过检测感知气腔的气压便可实现对手指弯曲曲率及接触力的测量，相较传统通过弯曲传感器及接触力传感器的测量方案，具有结构简单、集成化程度高、成本低、手指柔顺性好等特点。本发明专利技术的控制方法通过检测感知气腔气压，从而对手指弯曲曲率及接触力进行测量，实现对手指接触力的闭环控制，为完成多手指配合抓取奠定基础。

Pneumatic soft finger, software finger control system and control method

To provide a pneumatic finger finger control system software, software and control method of the invention, the software includes a finger driving part and a sensing part is provided with a gas cavity cavity driven gas sensing, driving and sensing part adopts the shape deposition technology integration manufacturing, realizes highly integrated and perception. The control device of the invention can realize the measurement of the curvature of the finger and the contact force only by air cavity pressure detection sensing measurement scheme, compared with the traditional sensor by bending and contact force sensor, has the characteristics of simple structure, high integration degree, low cost and good flexibility. So the fingers. The control method of the invention detects the perception of the air chamber pressure, thereby measuring the bending curvature and the contact force of the fingers, realizing closed loop control of the finger contact force, and laying the foundation for completing the multi finger matching grasping.

【技术实现步骤摘要】
一种气动软体手指、软体手指控制系统及控制方法
本专利技术涉及软体机器人领域，尤其涉及一种气动软体手指、软体手指控制系统及控制方法。
技术介绍
目前机械手通常为刚性结构，采用电机、液压缸等刚性驱动器进行驱动，具有结构复杂，成本高，安全性、柔顺性差，不易安装维护等缺点。近年来，气动软体手的出现很好地弥补了传统刚性机械手的缺点，由于其主体常选用硅橡胶等柔性材料，通过形状沉积制造、3D打印等方式制造，并由压缩空气进行驱动，故其具备很好地安全性及柔顺性，同时兼具结构简单、制造成本低、功率密度比高等特点，能够较好地顺从环境的变化，故其受到众多国内外高校及科研院所的关注，并在工业分拣领域崭露头角。目前大多数气动软体手指仍通过安装弯曲传感器或接触力传感器来对手指的弯曲曲率和夹持力进行检测，然而由于气动软体手本身柔韧性较大，故在传感器选择及安装等方面受到了很大的限制，且这种测试方式成本较高，感知系统较为复杂，所以使得目前大多数气动软体手在闭环控制方面尚还处于实验室研究阶段，制约了其在众多域中的商品化及实用化。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种气动软体手指以解决现有气动软体手指在传感器选择及安装等方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气动软体手指，其特征在于，包括：设置于上层的驱动部分和设置于下层的感知部分，所述驱动部分设有驱动气腔，所述感知部分设有感知气腔，所述感知部分的底面粘有尼龙粘扣。

【技术特征摘要】
1.一种气动软体手指，其特征在于，包括：设置于上层的驱动部分和设置于下层的感知部分，所述驱动部分设有驱动气腔，所述感知部分设有感知气腔，所述感知部分的底面粘有尼龙粘扣。2.如权利要求1所述的气动软体手指，其特征在于，所述驱动部分和所述感知部分采用形状沉积技术一体化制造。3.一种气动软体手指控制系统，其特征在于，包括权利要求1所述的气动软体手指，还包括：驱动气压传感器，与所述驱动气腔相连接用于实时检测驱动气腔的驱动气压；感知气压传感器，与所述感知气腔相连接用于实时检测感知气腔的感知气压；控制器，与所述驱动气压传感器和感知气压传感器相连接，将检测的驱动气压和感知气压上传到上位机；上位机，将感知气压转化为曲率信号，并依据曲率信号和驱动气压确定手指是否接触物体；将感知气压转化为接触力信号，根据接触力信号和预设值生成控制指令；还包括与所述驱动气腔相连接的气泵和电磁阀，控制器接收控制指令通过功率放大电路对气泵和电磁阀进行控制，进而调节手指的驱动气腔的气压，完成对手指接触力的控制。4.如权利要求3所述的气动软体手指控制系统，其特征在于，所述上位机包括：用于将所述感知气压转化成手指的实测曲率的实测曲率转化模块；用于根据实时检测的驱动气压计算预测曲率的预测曲率计算模块；根据预测曲率和实测曲率判断手指是否接触到物品的曲率判定模块；用于将所述感知气压转化成接触力的接触力转化模块；用于判断所述接触力是否达到预设值的接触力判定模块；根据接触力和预设值生成控制指令的PID控制模块。5.如权利要求4所述的气动软体手指控制系统，其特征在于，所述实测曲率转化模块根据下式计算软体手指的弯曲夹角，并根据弯曲夹角计算软体手指的实测曲率：式中，P1、V1分别为感知气腔初始气压和体积，P2为按压后感知气腔气压，θ为手指弯曲夹角，b'、d'以及e'分别为变形后感知气腔的高度、壁厚以及宽度，l为感知气腔长度，其中d'可表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：郝丽娜，杨辉，陈洋，高席丰，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21