一种集成陀螺仪的机械手末端空间姿态感知球及方法技术

本发明专利技术公开了一种集成陀螺仪的机械手末端空间姿态感知球及方法，包括外壳，所述外壳内部设有数据采集处理结构，所述数据采集处理结构包括依次相连的电子陀螺仪、数据处理CPU和数据发送蓝牙。采集传感器当前的6个位姿量，将角加速度与加速度计算成绕三轴的角度值，(8)计算得到感知球在地面坐标系下的三个坐标角度。上述技术方案通过集成并安装在小球内部的电子陀螺仪输出姿态数据，通过蓝牙等无线通讯方式将空间姿态的变化数据输出给计算机，计算机进行数据处理和存储，实现空间姿态角度、角速度、角加速度值反馈，为研究灵巧手手抓取物体和操作物体打下基础，对灵巧手的机械性能、运动性能作出评判，分析灵巧手的运动性能指标。

A kind of robot robot end space attitude sensing ball and method based on integrated gyroscope

【技术实现步骤摘要】
一种集成陀螺仪的机械手末端空间姿态感知球及方法
本专利技术涉及灵巧手空间姿态感知领域，尤其涉及一种集成陀螺仪的机械手末端空间姿态感知球及方法。
技术介绍
随着科技的发展，机器人应用已经越来越广泛，例如机器人应用于自动装配线，自动分拣，自动焊接线等。在这些应用中，机器人末端执行机构的灵巧性要求越来越高，普通的夹持器已然不能满足自动化产线多样的需求，进而多指灵巧手的研究开始进入到研究者们的视野当中。在多指灵巧手操作技术中，验证各手指的机械性能和验证所提出的操作指令是否被正确执行是必须要经历的一个步骤，其中检测操作过程中被抓持物体的空间姿态是一个重难点。因此，多指灵巧手在测试阶段进行末端位姿的检测可以表现灵巧手性能的重要指标，在这些系统中，物体位姿的检测是实现对被测物体操作的前提，包括末端位姿的角度、角速度、角加速度值，测试结果可以用于评定灵巧手的机械性能是否达标，操作的动作是否符合预期目标。有资料显示，目前应用于多指灵巧手末端姿态检测的系统多为视觉动作捕捉系统，现有的视觉动作捕捉系统有VICON,NOKOV等，可以完成物体的空间姿态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成陀螺仪的机械手末端空间姿态感知球，其特征在于，包括外壳，所述外壳内部设有数据采集处理结构，所述数据采集处理结构包括依次相连的电子陀螺仪(2)、数据处理CPU(3)和数据发送蓝牙(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成陀螺仪的机械手末端空间姿态感知球，其特征在于，包括外壳，所述外壳内部设有数据采集处理结构，所述数据采集处理结构包括依次相连的电子陀螺仪(2)、数据处理CPU(3)和数据发送蓝牙(7)。


2.根据权利要求1所述的一种集成陀螺仪的机械手末端空间姿态感知球，其特征在于，还包括电池(4)，所述电池(4)经过电压转换芯片(6)与数据处理CPU(3)相连，所述电池(4)处于壳体内部几何中心位置。


3.根据权利要求1所述的一种集成陀螺仪的机械手末端空间姿态感知球，其特征在于，所述壳体包括上半球外壳(1)、下半球外壳(8)和球内部型腔(5)，所述上半球外壳(1)和下半球外壳(8)通过卡扣固定连接，所述上半球外壳(1)中集成有电子陀螺仪(2)和数据处理CPU(3)，所述下半球外壳(8)集成有电池(4)、电压转化芯片(6)和数据发送蓝牙(7)。


4.一种集成陀螺仪的机械手末端空间姿态感知球的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
①采集当前的6个位姿量；
②计算加速度模长并对角加速度归一化处理；
③计算估计方向的重力；
④计算传感器测到的方向与参考方向的误差，并对误差值进行积分增益Ki倍；
⑤计算4个估计方向数值经过时间间隔T后的值并进行归一化处理；
⑥计算得到感知球在地面坐标系下的三个坐标角度。


5.根据权利要求4所述的一种集成陀螺仪的机械手末端空间姿态感知球，其特征在于，所述步骤1中6个位姿量包括：绕X轴旋转的角加速度分量ACC_X，绕Y轴旋转的角加速度分量ACC_Y，绕Z轴旋转的角加速度分量ACC_Z，绕X轴旋转的角速度分量GYR_X，绕Y轴旋转的角速度分量GYR_...

【专利技术属性】
技术研发人员：马小龙，孟海良，韦威，鲍官军，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33