灵巧手同步力反馈系统

ChainPray 发布于 2 天前 18 次阅读


背景

无刷电机中有一种力控技术叫同步力反馈,就是将一个固定位置的电机在受到外力牵引后保持回正位置所需要的电流(力矩)同步到另一个电机上来让另一个手放在电机上的人能时时感受到变化的牵引力(其实后面还有一个将电机2的位置pos2实时同步给电机1让其位置维持在pos,从而实现用户在感知到牵引物体力的大小下同时控制其位置)

构想

如果将这个技术迁移到灵巧手中,笔者有以下构想:

构想中有一种灵巧手手指骨架非常薄,这样可以将一个灵巧手(以下代号2号手)绑在一个人的手上,另一个灵巧手(以下称1号手)手指骨架上增加硅胶结构和触觉传感器以实现物体抓取任务;两只手用来实现类似电机2的控制和接受反馈功能:真人手指控制2号手,发送关节位置数据,1号手接收2号手传过来的关节数据并定位,以实现对物品的夹持,同时1号手将夹持所需要的力(物体形变和硅胶手指形变的弹力),也就是力矩或者明确来说是维持关节位置关节所需电流(如果关节是无刷电机的话)发送给2号手,2号手也通过相应的电流来模拟1号手上的压力

用途

  1. 通用人形机器人在进行夹取任务数据采集的时候可以使用2号手控制1号手,因为人类本身的经验在握持物体时会使用不同的抓握力,这种同步力反馈灵巧手系统能充分利用人类先验经验,加快夹持任务的数据采集和训练过程
  2. 远程控制:挂载为人形机器人末端,远程操控
    • 远程手术
    • 拳斗机器人
  3. VR游戏中使用,基于刚体碰撞产生的力用来反馈到灵巧手上
  4. 控制与被控的灵巧手使用相同的的骨架,通过安装不同的末端来分化功能,这种模块化设计可以降低成本(不用开发两套系统),同时增加拓展性

技术调研

一种基于刚度估计的力反馈灵巧手遥操作共享控制方法与流程

SenseGlove力反馈数据手套

深圳大学腾讯创新俱乐部的一名TICer,目前致力于成为全栈工程师
最后更新于 2025-04-16