基于数据手套的虚拟手势交互系统

人机交互是虚拟现实的关键技术,利用数据手套驱动虚拟手运动是一种自然、灵活和高效的交互方式。首先制作了虚拟手的3ds模型,然后基于VC＋＋和OpenGL软件平台创建了虚拟环境及导入该模型,并由计算机接口输入数据手套的传感信号,并对该信号进行处理,获得驱动虚拟手运动的相关参数,最终实现虚拟手实时地完成手势识别和物体抓取等动作。     

基于Kalman滤波的移动机械臂动态抓取研究

针对机械臂在交通路锥自动取放系统中的抓取问题,对系统运动过程中路锥位置的预测、机械臂的抓取策略等方面进行了研究。提出了一种基于Kalman滤波与位置伺服的路锥动态抓取方法,建立了路锥的相对运动模型,采用Kalman滤波算法对路锥位置进行了预测,以补偿系统动态抓取的滞后;采用矢量积法构造了机械臂的雅克比矩阵,从而建立了基于路锥位置伺服的运动控制模型;在此基础上,论述了路锥在不同距离时机械臂的两个运动阶段,提出带速度补偿的抓取方法,使得机械臂可以在移动过程中完成对路锥的抓取;通过所搭建的实验平台,对所提方法进行了验证。研究结果表明:该方法能够有效地提高机械臂的路锥跟踪精度,避免了动态抓取时机械臂与路锥间的直接碰撞,使整个抓取过程更加平稳。     

机器人平滑抓取移动物体的运动规划方法

结合机器视觉和运动规划方法,对动态环境中移动物体的平滑抓取进行了研究。设计了一种运动物体跟踪算法,能够实现无障碍环境下移动物体的平滑抓取;针对环境中存在动态障碍物的情况,设计了一种基于排斥矢量的动态避障算法,与运动物体跟踪算法相结合,实现了机器人先避障后平滑抓取;基于机器人操作系统（Robot operating system,ROS）框架,在5自由度的KUKA Youbot机械臂平台上实现了无障碍环境下对传送带上物体的平滑抓取,以及动态障碍物环境中的平滑抓取,试验结果验证了所设计算法的优越性。     

基于数据手套的仿生手硬件在回路仿真系统

传统的仿生手仿真主要是对外部结构和控制系统进行动力学仿真,缺乏人机交互性。针对这一问题,提出了一种基于数据手套的硬件在回路仿真方法:采用数据手套做为人机交互设备,利用上位机完成数据采集;通过无线传输实现与下位机的通讯;在MATLAB/SIMULINK环境下进行数据处理并针对ADAMS-MATLAB仿生手模型应用PID控制器,实现对仿生手的运动姿态控制。实验结果表明仿生手虚拟样机可以实现对操作者手部姿态的还原,说明了该方法的有效性。     

面向虚拟制造和装配的新型数据手套设计

基于平面四杆机构和空间六杆机构运动的确定性原理,研制了一种面向虚拟制造和装配的机械电子式数据手套。介绍了数据手套的原理、标定和可视化的研究,给出了该数据手套的性能、优缺点和试验数据。     

基于局部视觉的特定工件移动机械臂动态抓取方法

机械臂操作动态工件在分拣、上下料等作业场合有着广泛的需求。针对特定型号工件的移动机械臂动态抓取问题,提出一种基于特定工件ID编号识别和机械臂抓取位姿预测的运动工件鲁棒抓取方法。该方法选取AprilTag视觉标签来标记工件,通过图像采集、自适应阈值处理、连续边界分割、四边形拟合、快速解码等数据处理过程,获取局部视野下运动工件的ID、位置和姿态,实现工件的初次定位。结合移动机械臂的运动规划工艺策略,对特定型号目标工件的抓取位姿进行计算,实现抓取时刻的工件位姿预测。搭建了动态抓取实验平台进行了视觉标签ID识别、工件定位、动态目标抓取实验。结果表明,所提出的移动机械臂动态抓取方法,可以准确识别特定型号工件,并能够对不同运动速度的特定工件进行鲁棒抓取,抓取成功率平均值约为98%。该方法在智能产线的移动机械臂上下料等场景有着广泛的应用价值。     

基于DSP的气动数据手套控制器的设计

针对虚拟装配数据手套控制系统的功能要求,以及数字信号处理技术的发展方向,采用TI公司的TMS320F2812芯片作为控制核心,扩展了A/D,D/A,D/O,串口和USB接口,并结合CCS集成环境和C语言完成了虚拟装配数据手套控制器硬件和软件的设计.进一步推动了力反馈数据手套的实际应用.     

一种基于FPGA的力反馈数据手套

为了实现对机器人灵巧手的遥操作控制,并将灵巧手与外界的相互作用力反馈给操作者,以获得真实的临场感,设计出一种新型的力反馈数据手套.对数据手套的基于人机工程的模块化的外骨骼机械结构进行了介绍,另外,重点对融合光、电、磁、力的多传感器系统,以及基于FPGA的底层实时控制系统进行了详细阐述.     

齿轮抓取机械手运动学建模与仿真

齿轮精整是利用数控精整冲床去除齿轮上毛刺以提高齿轮精度的一道工序,该工序需要将齿轮放置在冲床工作台的指定位置,且具有较高的定位精度。为了实现生产的自动化,提高生产效率,减少因人工疲劳所导致的危险事故,设计了一种齿轮抓取机械手来代替人工完成齿轮的放置并保证定位精度。分析了机械手各个运动构件与末端执行器在空间的位置关系,利用D-H法建立了机械手的坐标系,并在连杆坐标系简图的基础上,利用齐次坐标变换对机械手进行运动学建模。为机械手的运动规划和控制奠定基础。     

基于ADAMS的机械手抓取机构的仿真分析及优化

在分析机械手抓取机构的工作原理的基础上,运用理论力学基础对它做受力分析,得出输入力和输出力之间的关系公式。运用专业三维设计软件UG建立三维模型,通过Parasolid传输标准将三维模型导入专业仿真软件ADAMS中。对其进行仿真分析,对比仿真实验数据与理论数据。最后建立合适的变量对模型进行优化处理。