一种灵巧手的控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种灵巧手的控制系统及控制方法，控制系统包括与灵巧手通信连接的体感手套；灵巧手体感手套包括控制板；控制板与灵巧手无线通信连接；控制板采集体感手套的姿态，并控制灵巧手对体感手套姿态的跟踪，以实现灵巧手与体感手套姿态的同步。控制方法包括：获取体感手套的姿态信息；利用控制板将姿态信息转换为控制信号；将控制信号发送至灵巧手，以对灵巧手的舵机转动进行控制。本发明专利技术不仅能灵活的控制灵巧手，而且具有自然、直观、实时性强的优点，提高了灵巧手操作性能和作业水平。水平。水平。

【技术实现步骤摘要】
一种灵巧手的控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及机器人
，更具体地说是一种灵巧手的控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]在现有的灵巧手中，灵巧手还不足以支撑机器人在复杂多变的环境中完全自主地完成各类任务，人类不得不参与监管和控制机器人本体。随着灵巧手应用领域的不断扩展，灵巧手作业的任务和环境的复杂性不断地增加，灵巧手具有多自由度、多指协调、灵活性强的特点，因此，能满足更灵巧以及精细的任务的要求。若采用传统的操作者向控制器输入指令的控制模式，很难实现实时性和较好的交互性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种灵巧手的控制系统及控制方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一方面，一种灵巧手的控制系统，包括与灵巧手通信连接的体感手套；所述体感手套包括控制板；所述控制板与所述灵巧手无线通信连接；所述控制板采集所述体感手套的姿态，并控制所述灵巧手对所述体感手套姿态的跟踪，以实现所述灵巧手与所述体感手套姿态的同步。
[0006]其进一步技术方案为：所述控制板为Arduino UNO。
[0007]其进一步技术方案为：所述体感手套包括电位器和IMU传感器；所述电位器用于测量用户穿戴所述体感手套时人体手指的弯曲信息，所述IMU 传感器用于测量用户穿戴所述体感手套时人体手的方位信息。
[0008]其进一步技术方案为：所述控制板通过设有的无线蓝牙BT模块与所述灵巧手无线通信连接。/>[0009]另一方面，一种灵巧手的控制系统的控制方法，包括：
[0010]获取体感手套的姿态信息；
[0011]利用控制板将姿态信息转换为控制信号；
[0012]将控制信号发送至灵巧手，以对灵巧手的舵机转动进行控制。
[0013]其进一步技术方案为：所述获取体感手套的姿态信息，包括：
[0014]实时监测体感手套中电位器的电阻数据；
[0015]根据监测的电阻数据识别出体感手套佩戴者手指的弯曲角度。
[0016]其进一步技术方案为：所述获取体感手套的姿态信息，还包括：
[0017]通过IMU传感器获取体感手套的角速度；
[0018]对角速度进行连续积分，以得到当前体感手套的方向；
[0019]整合一段时间内获得的体感手套的角速度值，以得到该段时间内角速度的变化值；
[0020]利用该段时间内角速度的变化值除以该段时间的时长，以得到当前体感手套的位置。
[0021]其进一步技术方案为：所述将控制信号发送至灵巧手，以对灵巧手的舵机转动进行控制，包括：
[0022]将控制信号输入灵巧手的信号调制芯片，以获得直流偏置电压；
[0023]将直流偏置电压与体感手套的电位器的电压比较，以获得电压差；
[0024]将电压差的正负输入到灵巧手的舵机驱动芯片中，以确定出灵巧手的舵机的转动方向和角度。
[0025]其进一步技术方案为：所述电位器旋转的角度和舵机的旋转角度通过 map函数映射来实现同步。
[0026]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：本专利技术采用体感手套作为控制灵巧手的输入，用户通过穿戴体感手套后控制体感手套的姿态，从而实现灵巧手的姿态与体感手套姿态的同步，不仅能灵活的控制灵巧手，而且具有自然、直观、实时性强的优点，提高了灵巧手操作性能和作业水平。
[0027]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术具体实施例提供的一种灵巧手的控制系统的架构图；
[0030]图2为本专利技术具体实施例提供的一种灵巧手的控制系统的控制方法的流程图。
[0031]附图标记
[0032]1、体感手套；11、控制板；2、灵巧手。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]应当理解，当在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0035]还应当理解，在本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0036]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是
指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0037]本专利技术实施例提供了一种灵巧手的控制系统，如图1所示，包括与灵巧手2 通信连接的体感手套1；体感手套1包括控制板11；控制板11与灵巧手2无线通信连接；控制板11采集体感手套1的姿态，并控制灵巧手2对体感手套1姿态的跟踪，以实现灵巧手2与体感手套1姿态的同步。
[0038]当操作者穿戴上体感手套1后，操作者可改变体感手套1的姿态，同时，在控制板11的作用下，灵巧手2可跟随体感手套1姿态的改变而同步改变姿态。从而实现灵巧手2的姿态与体感手套1姿态的同步，不仅能灵活的控制灵巧手2，而且具有自然、直观、实时性强的优点，提高了灵巧手2操作性能和作业水平。
[0039]优选地，控制板11为Arduino UNO。
[0040]Arduino Uno是ArduinoUSB接口系列的最新版本，它的处理核心是 ATMEGA328P。它有14个数字输入/输出引脚(其中6个可用作PWM输出)，6 个模拟输入，16MHz晶振时钟，USB连接，电源插孔，ICSP接头和复位按钮。只需要通过USB数据线连接电脑就能供电、程序下载和数据通讯。
[0041]在本实施例中，控制板11是内置于体感手套1中的，当然，在其它实施例中，控制板11与体感手套1独立存在。
[0042]在本实施例中，灵巧手2是参考人手骨骼特点的基础上设计的一种具有适应性的欠驱动机构，具多个自由度，能完成人手的简单抓握。考虑到与人手外观的相似性，采用了五指的形式。手指包括前指壳体、后指壳体以及舵机，前指壳体通过舵机活动连接于后指壳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种灵巧手的控制系统，其特征在于，包括与灵巧手通信连接的体感手套；所述体感手套包括控制板；所述控制板与所述灵巧手无线通信连接；所述控制板采集所述体感手套的姿态，并控制所述灵巧手对所述体感手套姿态的跟踪，以实现所述灵巧手与所述体感手套姿态的同步。2.根据权利要求1所述的一种灵巧手的控制系统，其特征在于，所述控制板为Arduino UNO。3.根据权利要求1所述的一种灵巧手的控制系统，其特征在于，所述体感手套包括电位器和IMU传感器；所述电位器用于测量用户穿戴所述体感手套时人体手指的弯曲信息，所述IMU传感器用于测量用户穿戴所述体感手套时人体手的方位信息。4.根据权利要求1所述的一种灵巧手的控制系统，其特征在于，所述控制板通过设有的无线蓝牙BT模块与所述灵巧手无线通信连接。5.一种灵巧手的控制系统的控制方法，其特征在于，包括：获取体感手套的姿态信息；利用控制板将姿态信息转换为控制信号；将控制信号发送至灵巧手，以对灵巧手的舵机转动进行控制。6.根据权利要求5所述的一种灵巧手的控制系统的控制方法，其特征在于，所述获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵美怡，
申请(专利权)人：深圳禾苗通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：