CN119388448A 一种多维力触觉自适应抓取的灵巧手控制系统及控制方法 （苏州航凯微电子技术有限公司）

一种多维力触觉自适应抓取的灵巧手控制一种多维力触觉自适应抓取的灵巧手控制系统2其中，所述灵巧手总控制器模块接收并解析来自所述上位所述三维力触觉传感器模块监测并获取手指与目标物体之间的接所述手指控制器模块基于所述第二控制指令，执行灵巧手抓取任务，所述执行器模块接收到所述第三控制指令后，调整伺服电机的位置，所当灵巧手手指接触到物体时，根据与目标物体接触的手指上的三维力触觉传感器模若所述单位时间内三轴力值的最大变化速率满足预设条件，所述若所述单位时间内三轴力值的最大变化速率不满足预设条件其中，所述预设条件为：所述单位时间内三轴力值的最断迭代计算得到在不同时间点，由所述执行器模块控制的伺服电机应达到的目标位置包根据所述三维力触觉传感器模块获取的手指受力位置数据和所述执行器模块获取的基于所述三轴中最大的力值和所述手指受力位置关节速度，计算根据所述受力位置关节下一个单位时间目标位置，计算出下一个单位时间电机位置，3受力位置关节下一个单位时间目标位置Target__x： 任务的过程中，实时监测所述执行器模块的温度和最大工作电流是否超过允许的工作条手指控制器模块通过同一个IIC总线与所述灵巧手总控制S1：接收用于执行灵巧手抓取任务的第一控制指令4若所述单位时间内三轴力值的最大变化速率满足预设条件，从手若所述单位时间内三轴力值的最大变化速率不满足预设条件其中，所述预设条件为：所述单位时间内三轴力值的最所述单位时间内三轴力值的最大变化速率不满足预设条件，基于所述三轴中最大的力值，根据获取的手指受力位置数据和当前驱动手指的速度，计算出手指受力位置关节速基于所述三轴中最大的力值和所述手指受力位置关节速度，计算根据所述受力位置关节下一个单位时间目标位置，计算出下一个单算受力位置关节下一个单位时间目标位置Target__x：,5法是决定灵巧手灵活性和精准度的关键。传统PID控制和阻抗控制虽在机器人控制领域应所述三维力触觉传感器模块监测并获取手指与目标物体之间的接维力触觉传感器模块的接触数据和所述执行器模块的状态反馈数据，计算在不同时间点，6机驱动灵巧手指能够按照预定的轨迹和力度完成自适根据所述三维力触觉传感器模块获取的手指受力位置数据和所述执行器模块获7[0016]在本发明的一个实施例中，多个手指控制器模块通过同一个IIC总线与所述灵巧[0017]在本发明的一个实施例中，所述上位机和所述灵巧手总控制器模块通过RS485总和单位时间内三轴力值的最大变化速率，根据所述单位时间内三轴力值的最大变化速率，8处理复杂任务时，因难以适应物体形状和材质变化而导致的抓取稳定性和精准度下降问9图1是本发明的一种实施例中所提供的多维力触觉自适应抓取的灵巧手控制系统图2是本发明的一种实施例中所提供的多维力触觉自适应抓取的灵巧手控制系统图3是本发明的一种实施例中基于三维力触觉传感器实现闭环自适应抓取控制方图5是本发明的一种实施例中多维力触觉自适应抓取的灵巧手控制系统的通讯架图6是本发明的一种实施例中所提供的多维力触觉自适应抓取的灵巧手控制方法[0029]如图1和图2所示，本发明提供了一种多维力触觉自适应其中，所述灵巧手总控制器模块20接收并解析来自所述上位机的第一控制指令，所述三维力触觉传感器模块30监测并获取手指与目标物体之间的接物体之间的接触数据，手指控制器模块40能够结合这些数据和执行器模块50的状态反馈，若所述单位时间内三轴力值的最大变化速率AVP满足小于预设的变化率阈值若所述单位时间内三轴力值的最大变化速率AVP不满足预设条件，基于所述三轴中最大的力值，采用导纳柔性力位混合控制方法不断迭代计算得到在不同时间满足单位时间内三轴力值的最大变化速率AVP满足预设条件。执行器模块50控制的伺服电机应达到的目标位置根据所述三维力触觉传感器模块30获取的手指受力位置数据和所述执行器模块位置关节下一个单位时间目标位置Target__x：根据所述受力位置关节下一个单位时间目标位置Target__x，计算出下一个所述绝对值编码器52获取的伺服电机当前[0043]在如图5所示的灵巧手控制系统的通讯架构中，灵巧手总控制器模块20与上位机仅简化了控制系统的布线复杂度，还有效地减少了灵巧手总控制器模块20所需占用的I/OIIC总线。这一做法使得多个三维力触觉传感器模块30能够轻松地挂载到同一条IIC总线用双手的食指和拇指捏住灵巧手手指上安装的触觉传感器侧面（即X/Y轴受力区域通过若所述单位时间内三轴力值的最大变化速率满足小于预设的变化率阈值若所述单位时间内三轴力值的最大变化速率不满足预设条件，基于所述三根据获取的手指受力位置数据和当前驱动手指的速度，通过机器人运动学D_H算基于所述三轴中最大的力值Fmax和所述手指受力位置关节速度V，采用基于二阶时不变BMK系统模型的导纳柔性力位混合控制核心算法计算受力位置关节下一个单位时,根据所述受力位置关节下一个单位时间目标位置Target__x，计算出下一个[0057]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变