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基于视觉引导的推拿机器人设计与实现

武欣 巩斌 杨皓 方宇

武欣, 巩斌, 杨皓, 方宇. 基于视觉引导的推拿机器人设计与实现[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(1): 57-62. doi: 10.12299/jsues.23-0174
引用本文: 武欣, 巩斌, 杨皓, 方宇. 基于视觉引导的推拿机器人设计与实现[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(1): 57-62. doi: 10.12299/jsues.23-0174
WU Xin, GONG Bin, YANG Hao, FANG Yu. Design and implementation of massage robot based on visual guidance[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(1): 57-62. doi: 10.12299/jsues.23-0174
Citation: WU Xin, GONG Bin, YANG Hao, FANG Yu. Design and implementation of massage robot based on visual guidance[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(1): 57-62. doi: 10.12299/jsues.23-0174

基于视觉引导的推拿机器人设计与实现

doi: 10.12299/jsues.23-0174
详细信息
    作者简介:

    武欣:武 欣(1987−),女,讲师,博士,研究方向为精密测量与视觉检测。E-mail:xinwu@sues.edu.cn

    通讯作者:

    方 宇(1974−),男,教授,博士,研究方向为智能装备与精密检测技术。E-mail:fangyu_hit@126.com

  • 中图分类号: TP249

Design and implementation of massage robot based on visual guidance

  • 摘要: 基于视觉引导设计中医(traditional chinese medicine,TCM)推拿机器人。通过搭建视觉引导平台,以Franka多自由度机械臂为基础建立推拿机器人平台,并构建两个平台间的数据映射模型,通过机器人操作系统(robot operating system,ROS)将机械臂与计算机(PC)端连接实现实时控制;将光学运动捕捉技术与多自由度机械臂融合,实现对中医推拿过程的学习与复现。
  • 图  1  光学运动捕捉系统场景

    Figure  1.  Optical motion capture system scene

    图  2  相机调焦流程

    Figure  2.  Camera focusing process

    图  3  视频模式下的相机视野状态

    Figure  3.  Camera field of view status in video mode

    图  4  最终标定效果

    Figure  4.  Final calibration effect

    图  5  运动捕捉手套

    Figure  5.  Motion capture gloves

    图  6  手臂Skeleton模型

    Figure  6.  Arm Skeleton model

    图  7  推拿机器人整体结构

    Figure  7.  Overall structure of the massage robot

    图  8  Franka机械臂实物及D−H参数图

    Figure  8.  Franka robotic arm and its D−H parameter diagram

    图  9  Franka工作空间范围

    Figure  9.  Franka workspace scope

    图  10  Franka机械臂实时控制界面

    Figure  10.  Franka robotic arm real-time control interface

    图  11  Optitrack系统与Franka机械臂的坐标映射模型

    base—Franka机械臂安装基座;Opt—L型标定尺;tool—Franka末端;Cbase—基坐标系;Ctool—末端工具坐标系;COpt—Optitrack系统坐标系。

    Figure  11.  Coordinate mapping model of Optitrack system and Franka robot arm

    图  12  Franka机械臂初始状态和目标状态

    Figure  12.  Initial and target states of Franka robotic arm

    图  13  Franka机械臂路径规划

    Figure  13.  Path planning of Franka robotic arm

    表  1  Franka Panda的D−H坐标参数

    Table  1.   Franka Panda's D−H coordinate parameters

    关节a/md/mθ/radα/rad
    Joint100.333θ10
    Joint200θ2-π/2
    Joint300.316θ3π/2
    Joint40.08250θ4π/2
    Joint5−0.08250.384θ5−π/2
    Joint600θ6π/2
    Joint70.0880θ7π/2
    Flange00.10700
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2023-08-04
  • 刊出日期:  2024-03-30

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