基于STM32的无线体感仿生机械手的设计与实现

研究目标

设计一款基于STM32的仿生机械手：

（1）基于STM32的仿生机械手实现无线控制和有线控制。

（2）实现串口指令控制仿生机械手动作。

（3）实现仿生机械手具有多种工作模式。

（4）实现数据手套远程操控仿生机械手抓取实物。

仿生机械手控制系统硬件设计

仿生机械手控制系统硬件设计图

数据手套软件控制设计

数据手套软件控制设计图

仿生机械手软件控制设计

仿生机械手软件控制设计图

控制系统控制板原理图设计

控制系统控制板AD原理图设计图

控制系统控制板PCB设计3D视图

控制系统控制板PCB设计3D视图

基于STM32仿生机械手操作指令集

工作模式	模式指令	手指/手势指令	xxx范围
无线模式	Set_Wireless_Mode	Set_Steering_Thumb_xxx	185-193
舵机模式	Set_Steering_Mode	Set_Steering_Index_xxx	179-192
手势模式	Set_Gesture_Mode	Set_Steering_Middle_xxx	183-195
复位模式	Set_NRST_Mode	Set_Steering_Ring_xxx	181-192
自检模式	Set_Check_Mode	Set_Steering_Little_xxx	180-190
校准模式	Set_Calibration_Mode	Set_Gesture_xxx	000-011

仿生机械手操作指令集表

仿生机械手与数据手套实物图

基于STM32仿生机械手在舵机模式测试图

基于STM32仿生机械手在手势模式测试图

基于STM32仿生机械手在无线模式测试图

基于STM32仿生机械手抓取实物测试图

基于STM32仿生机械手作品测试视频展示

哔哩哔哩视频链接：https://space.bilibili.com/404144775/channel/detail?cid=144414

总结与展望

一、功能：基于STM32的仿生机械手实现无线控制和有线控制。无线控制是通过数据手套对仿生机械手远程操控；有线控制是通过串口指令控制仿生机械手。仿生机械手有无线模式、舵机模式、手势模式、校准模式和自检模式。

二、创新：1.仿生机械手多自由度结构。2.数据手套无线传感控制仿生机械手。

三、不足：1.牵引线与舵机连接不易固定，易断。2. Flex 2.2传感器的长度比手指长度短，导致不能全面采集手指弯曲关节的数据，控制出现误差。

（1）仿生机械手的动力传输方式的选择。采用尼龙线作为动力传输的介质，在手指过度伸直和弯曲会导致尼龙线折断，修复工作量过大，可通过使用更粗尼龙线、尼龙线与舵机连接出设计缓冲结构进行解决；

（2）数据手套结构优化。采用普通布料手套来挂载弯曲传感器器，普通布料手套具有伸缩性，导致传感器安装位置不够准确，可通过硬性材作为设计结构材料，固定于手背进行解决；

（3）弯曲传感器的选择。Flex 2.2传感器的长度比手指长度短，导致不能全面采集手指弯曲关节的数据，控制出现误差，可通过使用Flex 4.5传感器进行解决。

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