基于CFFCA 的全驱动五指灵巧手抓取研究

吉林大学学报(信息科学版) ›› 2019, Vol. 37 ›› Issue (3): 332-340.

基于CFFCA 的全驱动五指灵巧手抓取研究

马凝，刘思南，陈弘维，杜巧玲

吉林大学电子科学与工程学院，长春130012

收稿日期:2019-01-15 出版日期:2019-05-20 发布日期:2019-06-24
通讯作者: 杜巧玲( 1978— ) ，女，吉林通化人，吉林大学副教授，主要从事机器人路径规划及姿态控制、无线传感器网络定位技术等研究，( Tel) 86-13578625405( E-mail) duql@ jlu． edu． cn。 E-mail:duql@ jlu． edu． cn
作者简介:马凝( 1994— ) ，女，河南新乡人，吉林大学硕士研究生，主要从事灵巧手控制系统研究，( Tel) 86-18844107453( E-mail)maning16@ mails． jlu． edu． cn; 通讯作者: 杜巧玲( 1978— ) ，女，吉林通化人，吉林大学副教授，主要从事机器人路径规划及姿态控制、无线传感器网络定位技术等研究，( Tel) 86-13578625405( E-mail) duql@ jlu． edu． cn。
基金资助:
吉林省教育厅“十三五”科学技术基金资助项目( JJKH20170800KJ)

Ｒesearch on Full Driven Five-Fingered Dexterous Hand for Grasping Based on CFFCA

MA Ning，LIU Sinan，CHEN Hongwei，DU Qiaoling

College of Electronic Science and Engineering，Jilin University，Changchun 130012，China

Received:2019-01-15 Online:2019-05-20 Published:2019-06-24

摘要/Abstract

摘要： 为精确控制灵巧手对目标物体的抓取，针对灵巧手对目标物体的抓取控制实时性不高的问题，设计了全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I。分析了单根手指的正运动学与逆运动学，提出了接触力反馈控制算法( CFFCA: Contact Force Feedback Control Algorithm) ，利用压力传感器的反馈值，实时控制灵巧手和目标物体之间的接触力，并且详细描述了灵巧手的强力抓取和精确抓取两种抓取模式。在全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I 上的实验证明，在两种抓取模式下该算法对两种尺寸的目标物体实现抓取控制是可行的。利用提出的接触力反馈控制算法可控制全驱动灵巧手和目标物体之间的接触力，实现灵巧手对不同大小的目标物体的稳定抓取操作，实验结果表明，该算法实时性较好，有很高的灵巧性，具有应用价值。

关键词: 灵巧手, 强力抓取, 精确抓取, 接触力反馈控制算法

Abstract: In order to accurately control the grasping between target objects and dexterous hand，to achieve an accurate grasping，a full-drive five-fingered dexterous hand prototype DH-MN-I is designed． The forward and inverse kinematics of a single finger are analyzed． CFFCA ( Contact Force Feedback Control Algorithm) is proposed，which can control the contact force between the dexterous hand test prototype DH-MN-I and the target object by using the feedback value of pressure sensor． Two different grasp types of dexterous hand are described，including power grasping and precision grasping． Experiments of the full driven five-fingered dexterous hand test prototype DH-MN-I are carried out，which are proved that the algorithm is feasible to grasp the object of two sizes under two grasping modes． The experimental results show that the CFFCA can control the contact force between dexterous hand and target object and control the full driven dexterous hand to grasp objects with different sizes steadily． It has high real-time performance and dexterity，and practical value．

Key words: dexterous hand, power grasp, precision grasp, contact force feedback control algorithm( CFFCA)

中图分类号:

TP241

马凝, 刘思南, 陈弘维, 杜巧玲. 基于CFFCA 的全驱动五指灵巧手抓取研究[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2019, 37(3): 332-340.

MA Ning, LIU Sinan, CHEN Hongwei, DU Qiaoling. Ｒesearch on Full Driven Five-Fingered Dexterous Hand for Grasping Based on CFFCA[J]. Journal of Jilin University (Information Science Edition), 2019, 37(3): 332-340.