基于STM32体感交互式仿上肢采摘机械臂设计

来源：中国农机化学报杂志2021年第9期北京时间：

作者：刘忠超, 范灵燕, 翟天嵩, 赵志远,

单位：南阳理工学院智能制造学院;

摘要：农业采摘机械臂是提高农业自动化程度和生产效率的重要手段,针对传统农业采摘机械臂控制方式单一、与用户的交互性和控制效率较低的问题,提出并设计一种基于仿生学,能够实时模仿上肢采摘行为的体感交互式仿上肢机械臂系统。系统采用STM32微处理器作为主控芯片,采用6个舵机构建六轴仿生机械臂结构。采集端MUP6050加速度计获取人体手臂姿态信息,通过无线收发芯片SI4432实现手臂姿态的无线传输;机械臂接收端完成手臂姿态的无线接收及解析,从而控制机械臂模仿人体上肢的动作。试验结果表明,系统对仿人体机械臂动作的平均识别率为96%以上,动作跟随的平均响应时间为2～3 s,能够按照人体手臂的运动轨迹做出相应的模拟动作,跟随人体手臂完成各种抓握、屈伸、旋转等动作,较好地实现仿上肢采摘机械臂的功能。

关键词：STM32,体感交互,机械臂,手臂姿态,加速度传感器,采摘

基金资助：国家自然科学基金项目(61504072) 河南省科技攻关项目(202102110124) 南阳理工学院博士科研启动基金项目(NGBJ—2019—07)