关键字 |
指型,位移角度,D.O.F,步进角度和步进电机 |
介绍 |
指型学这个术语主要属于手语科学,用于与聋哑人交流。指型学[1](或手指拼写)是仅用手来表示书写系统的字母,有时是数字系统。这些手册字母已被用于聋人教育,随后被采纳为世界各地的一些手语的一个独特的部分。在希腊、罗马和亚述[2]国家,身体和手被用来表示字母,当然手指演算系统是广泛存在的。后来,欧洲僧侣使用了包括字母手势[3]在内的手动通信。我们设计机械臂的主要目的是为了聋哑人经常使用的手语,这样他们就可以进行对话。机械的手,已经建立在功能,如自然抱怨手指和拇指和各种握模式的通用性和无与伦比的性能。它可以独立驱动每根手指,也可以实现握、抓、交流等基本动作。本文对手指和手腕位置的D.O.F进行了精确研究,用运动控制臂数据库进行了指型表示的原型模型表示,用过程流程图进行了驱动算法,并给出了人体人工臂的图形表示。 |
带自由度的手指和手腕位置研究 |
A.有自由度的手指位置研究:人的手指由3个部分组成,分别连接2个关节。每个部件最多可顺时针移动90º。90°旋转后各部件位置如下图所示: |
在此步骤中,“part3”顺时针旋转90º,当坐标在M3位置时,将其位置从(X1, Y1)更改为(X2, Y2)。其中caseX1=L3, Y1=0&Ø=90º。在此步骤中,其余部件是固定的。数学: |
(1) |
步骤2: |
在这一步中,“part2”顺时针旋转90º,并将其位置从(X1,Y1)改变为(X2,Y2),坐标在M2位置[5]。其中caseX1=L2,Y1=0&Ø=90º。在此步骤中,其余部件是固定的。虽然“part3”移动了它的位置,因为数学上: |
(2) |
步骤3: |
在这一步中,“part 1”顺时针旋转90º,并将其位置从(X1, Y1)改变为(X2, Y2),当坐标在M1位置时。其中caseX1=L2, Y1=0&Ø=90º。在此步骤中,其余部件是固定的。虽然' part3 '和' part2 '移动了它的位置,因为它分别通过M3和M2与' part1 '连接。数学: |
(3) |
B. DOF对手腕位置的研究:人的手腕可以上下移动手掌。人工机械手可以上下移动45º。变更后的位置如下图所示: |
步骤1:在这一步中,用手腕移动手掌,向上45º。在这种情况下,当坐标在手腕位置时,手掌位置可以从(X1, Y1)变为(X2, Y2)。数学: |
(4) |
第二步:在这个步骤中,用手腕移动手掌,向上45º。在这种情况下,当坐标在手腕位置时,手掌位置可以从(X1, Y1)变为(X2, Y2)。 |
数学: |
(5) |
原型模型表示的指节代表人工手臂 |
人工手是由PIC微控制器和一种被称为步进电机的特殊电机配置的。在本次探索中,采用了十五(15)种不同等级、不同接头的步进电机[5]。步进电机是一种将电脉冲转换为离散机械运动的机电设备。电机轴旋转的速度与输入脉冲的频率直接相关,旋转的长度与输入脉冲的数量直接相关。步进电机有三种类型可变磁阻(VR)永磁(PM)混合动力(HB)]混合动力电机(步进角度=3.6 - 0.9度,100 - 400步/转)用于主要关节,如手腕[腕关节],因为它非常昂贵和强大。对于像手指关节这样的小关节,使用永磁电机(步进角度=3.6 ~ 0.9度,48 ~ 24步/转),这种类型的电机相对便宜。步进电机有几种工作模式。以下是最常见的推导模式。WaveDrive (1Phaseon)Full Step Drive (2Phaseson) 3.Half Step Drive (1&2Phases on) 4.Microstepping (Continuously Varying Motor Current) [6] |
A.步进电机步进角和位移角的数学分析: |
步进电机的步进角和位移角可由下式计算。步进角=360/(N*P)= 360/ N[其中,N=N*P]其中,N每相等效极数=转子极数。相数。N=所有阶段的总极点数[10]。位移角= (Z/2*Pi)*Sin (T/T)[其中Pi=3.14]其中=转子齿距。T=负载扭矩。T=电机的额定保持步进电机的位置及其对应的位置如下表所示。[8] |
A.整个指型学系统的方法论: |
从PIC微控制器的端子取出,这些端子与端口选择块连接,它根据要求选择PIC微控制器的端口。手[4]不同位置的步进电机通过接口装置与端口选择块连接。两个不同的电源连接接口设备和单片机。从PIC微控制器取出接地连接。如果使用翻译器,可以将文本翻译成听障人士可以理解的手势[11]。 |
运动控制臂数据库的指型学表示 |
为了产生任何特定的信号,步进电机的旋转角度可以从下面的数据库中完全了解,信号小丑也被描绘出来。[9] |
电机控制人工臂的驱动算法及过程流程图 |
五、人工手的运动可以通过以下算法[7]来理解。 |
步骤1:-阅读音频命令。 |
步骤2:-将音频命令转换为机器级代码。 |
步骤3:-与参考数据库进行比较。 |
第四:-检查所有电机的旋转角度。 |
第五:-如果需要,调整电机的旋转角度。 |
第六段:控制电机控制系统。 |
,没有或正在穿衣控制齿轮控制系统。 |
向- - - - - -移动人造手的不同部位。 |
结论 |
在这个探索中,它的目的是强调人工手臂的实现,能够产生手指拼写(Dactylology)。在这一特殊领域的研究工作尚未大量开展。这一实现将非常有助于与哑巴交流,这些设备将根据语音命令生成一个信号小丑,教学可以由这只人造手安排。这种人工手臂对哑巴们感受现场电影的效果也很有帮助。我们将尝试整合所有的识别模块,为聋人实现一个实用的说话辅助设备。 |
确认 |
作者想对TEQIP第二阶段,子组件1.2,日工学院表示感谢。他感谢Kalyani在经济上支持这项研究工作。此外,作者非常感谢ECE和EIE部门的合作。 |
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表1 |
表2 |
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数字一览 |
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参考文献 |
- SupawadeeSaengsri, VitNiennattrakul和Chotirat Ann Ratanamahatana。â '  ' TFRS:泰语指拼唱语言识别Systemâ '  ', IEEE, pp: 457- 462, 2012。
- 艾伦B.(2002)。ASL-English双语课堂:familiesâ ' Â的视角。双语研究,26,149-168。
- 高桥,T.和Kishino, F.:“基于使用手势接口设备的实验的手势编码”,SIGCHI Bul。中国农业科学,23(2),第67- 73页,1991。
- 贾姆舍·迪克巴,拉苏尔·伊斯兰,哈姆扎·汗,六自由度机械臂的建模与分析,加拿大电气电子工程学报,3(6),2012年7月,300â '  ' ' 306。
- Igor Aleksander, Henri Farreny, Malik Ghallab科技公司。Ã①Â ' Â '决策与智慧(第6卷)Ã①Â ' Â ', 1987
- S. Nandi和H. A. Toliyat, â ' “电气状态监测与故障诊断machinesâ '  -综述,â ' ”,第34年。IEEE ind . app会议。,1999,pp. 197âÂÂ204.
- Mohamed Fezari, HamzaAttoui和MouldiBedda â '  '面向混合技术增强机械臂语音引导系统TR45â '  ' 978-1-4244-5750-2/10/$26.00©2009 IEEE
- LiptakBela g(2005)。仪器工程师手册:过程控制与优化。CRC出版社。2464页。isbn978 - 0 - 8493 - 1081 - 2。
- C. Pickering, (2005) â '  '寻找更安全的驱动界面:手势识别人机综述interfaceâ '  ',计算控制工程杂志,第16卷,第1期,pp 34-40。
- p·p·阿坎利。步进电机:现代理论指南,伦敦,英国。,(1982)。
- 印度会议(INDICON),2009年年度IEEE页(s):1 - 4
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