基于数据手套体感控制的机械手研究

朱颖，杨荻铠，邴林园，师平，温德军

（广东工业大学华立学院，广东广州 511325）

随着信息技术的飞速发展,人机交互由以机器为中心向以人为中心发展,即机器要协同用户进行交互[1]。数据手套作为一种新型的输入设备被广泛应用于众多的人机交互系统中[2]。数据手套能够捕捉手部姿态，是提高虚拟现实技术操作真实性的重要手段[3]。国内外对数据手套进行了大量研制[4-5]，如Immersion 公司的CyberGlove 和南非的5DT Glove、国内的CAS-Glove 和Wise Glove[6],国内学者也对数据手套做了一些应用和算法研究[7-8]。随着机械控制技术的发展，机械手作为一种机械与电子元件控制一体的具有抓取和移动物体功能的新型装置，很好地帮助人们完成繁复的劳动工作，已在众多领域得到了广泛应用，但许多复杂环境的工作仍需技术人员亲自操作，如矿山作业等。文中提出一种基于数据手套体感控制机械手作业的方案来解决该问题。通过数据手套的传感器获取手指伸展、弯曲，手背弯拱、手腕位姿等状态信息传给主控器，进而控制机械手对物体进行抓取、移动、装配，对设备进行操纵、控制等动作。

1 总体设计

基于数据手套的机械手体感控制系统通过数据手套上的传感器来采集佩戴者的手部运动变化信息，采集到的信息经过主控器ATmega2560 修正处理后进行手部姿态信息的识别，将识别结果通过HC-05 蓝牙模块实现与从控器的无线通讯，从控器结合PID 算法控制手指电机与手腕舵机动作，同时采集机械手位姿信息反馈给从控器，使机械手与数据手套佩戴者手部姿态同步。……