文章编号�����2������������2����2��人手抓持识别与灵巧手的抓持规划Ξ李继婷张玉茹张启先�北京航空航天大学机器人研究所�������摘要�本文研究灵巧手采用指尖抓持方式时的抓持规划方法�在相同的操作环境和操作对象下�由人手决定抓持接触点的位置�利用人手运动测量装置测量人手抓持位置�通过一定的映射关系将其转换为灵巧手的抓持位置及其掌系的位姿�再根据灵巧手自身的结构通过运动学反解确定其抓持位形�关键词�灵巧手�人手抓持�运动学中图分类号�×°��文献标识码��ΓΡΑΣΠΙΔΕΝΤΙΦΙΧΑΤΙΟΝΟΦΗΥΜΑΝΗΑΝΔΣΑΝΔΓΡΑΣΠΠΛΑΝΝΙΝΓΟΦΔΕΞΤΕΡΟΥΣΗΑΝΔΣ����2���������≠∏2�∏�����±�2¬����ΡοβοτιχσΙνστιτυτεοφΒειϕινγΥνιϖερσιτψοφΑεροναυτιχσανδΑστροναυτιχσ�Βειϕινγ�������Αβστραχτ��������������������¬����∏�����������������������������������×��������2���√������∏����������������������×�����������������������������∏���������������������∏�����������∏���������������������������������������������������������������������¬����∏������×�������������∏���������������√��������√���������������������¬����∏������Κεψωορδσ���¬����∏�������������������������������1引言�Ιντροδυχτιον�灵巧手的主要功能是抓持和操作物体�抓持是操作的基础�灵巧手在什么位置以及采用什么方式抓持物体�是抓持规划必须解决的问题�抓持规划的理想目标是实现自主规划�这需要对抓持任务!被抓持物体形状!灵巧手等诸多抓持因素进行建模�然而�在影响抓持规划的众多因素中�有些很难用准确的数学模型描述�如抓持任务!某些形状复杂的物体!预抓持位形和不同抓持类型间的过渡�另一方面�从应用的角度看�要实现对任意物体的抓取�对每一种被操作的物体都建立数学模型显然是不切实际的�为了有效地解决灵巧手的抓持规划问题�目前一些研究者采用了一种新的向人手学习的主从操作策略�核心思想是将人纳入控制系统回路�由人作规划�由灵巧手实施运动�从而使人的智能与机器人的机械运动能力有效结合�例如�美国国家航空航天局���≥��所属�°�实验室通过手上佩带式运动测量装置�将人手关节的运动映射成灵巧手关节的运动≈�����≥�的�������空间中心通过在小臂处测量人手运动的肌电信号进行人手与灵巧手之间的运动映射≈���德国宇航研究中心�⁄���的机器人与系统动力学研究所采用数据手套进行运动映射≈���就灵巧手的抓持规划而言�实现主从操作的关键问题之一是如何将人手的抓持转换为灵巧手的抓持�较多的研究者就此进行了研究≈�∗���人手与灵巧手之间的运动映射可以在关节空间和直角空间进行�运动映射空间的选择应取决于抓持类型�对于指端抓持�物体与手指仅在指端接触�主要用于操作物体或对物体位姿进行微小精确调整�因而确定指端相对于物体的位置是一个重要因素�而关节位置可看成指端位置的函数�由指端位置决定�因此对于指端抓持而言�测量指端位置!进行直角空间映射是合第��卷第�期����年��月机器人ΡΟΒΟΤ∂������������√������Ξ基金项目�国家自然科学基金����������和国家教育部博士点基金������������资助项目�收稿日期�����������理的选择�实现主从操作的另一个关键是人手运动识别�目前的研究大多通过人手佩带主操作装置或...
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