基于手勢(shì)識(shí)別的工業(yè)機(jī)械臂示教系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)械臂在生產(chǎn)應(yīng)用中的作用也越來(lái)越大，人們對(duì)它的要求也隨之提高。不僅要求工業(yè)機(jī)械臂能長(zhǎng)期穩(wěn)定地完成重復(fù)工作，還要具備智能化、網(wǎng)絡(luò)化、開(kāi)放性、人機(jī)友好性等特點(diǎn)。而傳統(tǒng)的機(jī)械臂示教對(duì)操作者的要求高、操作比較復(fù)雜、人機(jī)交互不自然。因此提高工業(yè)機(jī)械臂示教系統(tǒng)的智能化，提高工作效率有重要的研究意義。本文針對(duì)目前示教系統(tǒng)操作不方便，智能化程度低的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種智能化、人機(jī)交互自然、示教效率高的基于手勢(shì)識(shí)別的工業(yè)機(jī)械臂示教系統(tǒng)

2、。
　　該示教系統(tǒng)主要有3大模塊組成，分別是傳感器模塊、遠(yuǎn)程客戶端模塊以及工作機(jī)械臂模塊。傳感器模塊就是用來(lái)識(shí)別手勢(shì)的MYO智能腕帶，它包括一個(gè)陀螺儀傳感器和八個(gè)肌電信號(hào)傳感器，其中的陀螺儀傳感器負(fù)責(zé)采集操作人員手臂的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù);肌電信號(hào)傳感器負(fù)責(zé)采集手臂的肌電信號(hào)，識(shí)別操作人員的手勢(shì)。遠(yuǎn)程客戶端模塊主要由數(shù)據(jù)處理模塊和仿真模塊這兩大部分組成，通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊，利用卡爾曼濾波處理通過(guò)傳感器采集到的數(shù)據(jù)，然后將其轉(zhuǎn)換成關(guān)節(jié)角的角

3、度信息以及手勢(shì)指令。仿真模塊是基于ROS平臺(tái)設(shè)計(jì)的，通過(guò)它可以實(shí)時(shí)反映操作人員的手勢(shì)動(dòng)作。工作機(jī)械臂模塊則是利用的UR5機(jī)械臂和機(jī)械臂工作箱。
　　本系統(tǒng)在ROS的編譯環(huán)境下基于Python語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程客戶端，與智能腕帶通過(guò)藍(lán)牙4.0無(wú)線連接;遠(yuǎn)程客戶端與工作機(jī)械臂則通過(guò)TCP/IP協(xié)議連接，從而可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)手勢(shì)識(shí)別直接控制工作機(jī)械臂來(lái)進(jìn)行示教。
　　將所設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)械臂示教系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際的工業(yè)機(jī)械臂示教環(huán)境中后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果