模块化嵌入式五指机器人灵巧手手指控制系统

吉林大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (02): 517-0522.

模块化嵌入式五指机器人灵巧手手指控制系统

兰天^1,2,刘伊威¹,陈养彬²,金明河¹,樊绍巍¹,刘宏^1,3

1.哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室,哈尔滨 150001；2.宁波GQY视讯股份有限公司|上海 201206;3.德国宇航中心机器人与系统动力学研究所|德国慕尼黑 82230

收稿日期:2008-05-03 出版日期:2010-03-01 发布日期:2010-03-01
通讯作者: 刘宏（1966）,男,教授,博士生导师.研究方向:机器人灵巧手及空间机器人.E-mail:hong.liu@dlr.de E-mail:E-mail:hong.liu@dlr.de
作者简介:兰天（1980）,男,博士研究生.研究方向:仿人型多指灵巧手.E-mail:lantianhit@163.com
基金资助:
“863”国家高技术研究发展计划项目（2006AA04Z255）

Modularized embedded finger control system for 5finger dexterous robot hand

LAN Tian ^1,2,LIU Yi-wei¹, CHEN Yang-bin²,JIN Ming-he¹,FAN Shao-wei¹,LIU Hong^1,3

1.State Key Laboratory of Robotics and System (HIT), Harbin Institute of Technology, Harbin 150001,China；2.Ningbo GQY Video &|Telecom Stock Joint Co.,Ltd.,Shanghai 201206,China|3.Institute of Robotics and System Dynamics, German Aerospace Center,Munich 82230,Germany

Received:2008-05-03 Online:2010-03-01 Published:2010-03-01

摘要/Abstract

摘要：

为开发高度集成的五指机器人灵巧手，提出了采用DSP（Digital Signal Processor）+FPGA（Field Programmable GateArray）控制结构的模块化嵌入式手指控制系统设计方法。实现了采用单电流传感器检测全桥控制下相电流及相电流过流双保护。为解决手指DSP和FPGA之间如何稳定、高效通信的难题，结合先进先出FIFO（First In First Out）寄存器，设计了基于串行通信接口SCI（Serial Communications Interface）和RS485总线的多中断差分通信系统。实验证明，这种DSP+FPGA控制结构及模块化的设计，使得手指控制部分得以高度集成，同时DLR/HIT II灵巧手获得很好的整体性能和稳定性。

关键词: 自动控制技术, 机器人灵巧手, DSP+FPGA控制结构, 相电流检测, 多中断通信系统, 多传感器

Abstract:

To develop highly integrated 5finger dexterous robot hand, a design scheme of modularized and embedded finger control system is proposed that uses Digital Signal Processor (DSP) and Field Programmable Gate Array (FPGA) control structure. A single current sensor is used to detect phase current on fullbridge modulation and detect overcurrent protection of phase current. To obtain stable and efficient communication between finger DSP and FPGA, using First in First out (FIFO) registers a multiinterrupt differential communication system is designed, which is based on Serial Communications Interface (SCI) and RS485 bus. Experiment results show that the finger controller can be highly integrated by the DSP+FPGA control structure and modularized design, and the whole working performance of the DLR/HIT II dexterous hand is excellent and reliable.

Key words: automatic control technology, dexterous robot hand, DSP+FPGA control structure, phase current detection, multiinterrupt communication system, multisensor

中图分类号:

TP242.6

兰天, 刘伊威, 陈养彬, 金明河, 樊绍巍, 刘宏. 模块化嵌入式五指机器人灵巧手手指控制系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2010, 40(02): 517-0522.

LAN Tian, LIU Yi-Wei, CHEN Yang-Bin, JIN Ming-He, FAN Shao-Wei, LIU Hong. Modularized embedded finger control system for 5finger dexterous robot hand[J]. 吉林大学学报(工学版), 2010, 40(02): 517-0522.

参考文献

相关文章 15

[1]	顾万里,王萍,胡云峰,蔡硕,陈虹. 具有H_∞性能的轮式移动机器人非线性控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1811-1819.
[2]	李战东,陶建国,罗阳,孙浩,丁亮,邓宗全. 核电水池推力附着机器人系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1820-1826.
[3]	赵爽,沈继红,张刘,赵晗,陈柯帆. 微细电火花加工表面粗糙度快速高斯评定[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1838-1843.
[4]	王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555.
[5]	闫冬梅, 钟辉, 任丽莉, 王若琳, 李红梅. 具有区间时变时滞的线性系统稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1556-1562.
[6]	张茹斌, 占礼葵, 彭伟, 孙少明, 刘骏富, 任雷. 心肺功能评估训练系统的恒功率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1184-1190.
[7]	董惠娟, 于震, 樊继壮. 基于激光测振仪的非轴对称超声驻波声场的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1191-1198.
[8]	田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华. 基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 845-852.
[9]	张士涛, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 田大鹏. 基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 853-858.
[10]	王林, 王洪光, 宋屹峰, 潘新安, 张宏志. 输电线路悬垂绝缘子清扫机器人行为规划[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 518-525.
[11]	胡云峰, 王长勇, 于树友, 孙鹏远, 陈虹. 缸内直喷汽油机共轨系统结构参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 236-244.
[12]	朱枫, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 张士涛. 基于强跟踪卡尔曼滤波的陀螺信号处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1868-1875.
[13]	晋超琼, 张葆, 李贤涛, 申帅, 朱枫. 基于扰动观测器的光电稳定平台摩擦补偿策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1876-1885.
[14]	冯建鑫. 具有测量时滞的不确定系统的递推鲁棒滤波[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1561-1567.
[15]	许金凯, 王煜天, 张世忠. 驱动冗余重型并联机构的动力学性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1138-1143.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed