Bärbar sensorhandske med force feedback för manövrering av en humanoid robothand - : Implementering med monterade sensorer och motorer för styrning och känsel

• Main Author: Ekström, Sebastian
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Linnéuniversitetet, Institutionen för fysik och elektroteknik (IFE) 2019
• Subjects: Electrical Engineering; Programming; Mechanics; Mechatronics; Robotics; Arduino; Adafruit; I2C; C ++; Sensors; Servomotors; Circuit Creation; Force feedback; Elektroteknik; Programmering; Mekanik; Mekatronik; Robotik; Sensorer; Servomotorer; Kretskoppling; Kraftåterkoppling; Embedded Systems; Inbäddad systemteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:lnu:diva-86116

The goal of this thesis was to create a sensors glove with force feedback feeling when operating a humanoid robot hand. The development covered multiple areas such as mechanics, electronics and programming. The final product gave the user control over three fingers of a humanoid robotic hand. In the case where the robotic hand comes in contact with an object the user's finger movement is limited according to the pressure the robotic hands fingers exposes the object to. === Rapporten beskriver arbetet för framtagandet och skapandet av en sensorhandske med inbyggd force feedback funktion som därmed ska möjliggöra styrning över en mekanisk gripare med hög finmotorik. Detta för att kunna få en mer realistisk manövrering över griparen. Projektet är uppdelat i två system. Ett system för sensorhand som med en Arduino Uno Rev 3 styr servomotorer som används för att återskapa force feedbacken. Utöver det sker även mätning och analys av användarens fingerposition genom potentiometrar. Det andra systemet är för en humanoid robothand som även den använder sig av en Arduino Uno Rev 3 för att manövrera de servomotorer som handen använder för att flytta fingrarna. Mätning och analys av trycksensorer på robothandens fingertoppar genomförs för att möjliggör återskapandet av force feedback till användaren efter det tryck robothanden utsätter ett objekt för. De två systemen använder sig av ett I2C protokoll i form av multimaster and slave struktur för att kommunicera mellan det två mikrokontrollerna samt deras respektive servomotordrivarkretsar (Adafruit- PCA9685). För att undvika krockar i kommunikationen då mer än en master använder I2C linorna skapades en ovanpåliggande struktur för att upprätta regler för hur kommunikationen ska genomföras. All datahantering och kommunikation programmeras i C++. Programmeringskoden är skapad så att utbytet av robothanden och dess servodrivarkrets är möjligt. Sensorhandsken kan därmed implementeras till vad användaren väljer att använda den till, så länge kommunikationen sker med samma regler och struktur som upprättats. Utöver elektronik och programmering har även mycket mekanik tillämpats då olika delar av elektroniken ska byggas in och kunna fungera korrekt med rörliga mekaniska delar. Detta har bland annat använts i skapandet för fingerpositionsmätningen där trimpotentiometrar har byggts in och rörliga delar kan ändra på det resistiva motståndet i komponenten. Trots projektets begränsning till tre fingrar tyder projektet på att det framtagna konceptet av en sensorhandske med force feedback är fullt möjligt och genomförbart.