由于工程应用的迫切需求以及机器人技术的发展,多指灵巧手作为机器人系统的重要组成部分,近年来已成为重要的研究课题,并逐渐发展成为了专门的研究领域。主从控制是应用最广泛的一种灵巧手操作方式。人手通过某种设备给出多指手的期望位置、速度等,通过控制系统使多指手跟踪这些给定值,从而在人的控制下使灵巧手完成具体作业任务。从手的理想位置由主从手指尖位置的映射关系决定。操作者佩戴合适的主手装置,可实现从手的多种动作。本文设计了一个多指灵巧手的主从控制系统,以自行设计的主操作手装置作为数据手套, TMS320F2812DSP控制器及外围电路实时采样主手运动信息,经过运算后得到从手的目标位置,继而通过PID算法实现对从手(灵巧手)各个关节的位置反馈控制,使得从手跟踪人手的运动。首先,搭建了一个主从控制平台,设计出了满足人手工作范围的主手和多指灵巧手。主手使用连杆机构作为基本骨架结构,各关节处安装角位移传感器获取关节运动信息。灵巧手以直径仅为30mm的超声电机作为驱动单元,由弹性线作为传动装置,带动各关节的转动,同样在灵巧手关节处也安装了角位移传感器,灵巧手整体结构紧凑、重量轻、传动灵活。其次,进行了主从控制系统的硬件设计,以TMS320F2812DSP为核心控制器,外围电路包括数据采集电路、超声电机的运动控制电路、译码电路等。最后,采用增量式数字PID控制算法,通过软件编程实现对主从控制系统的位置反馈控制。软件程序主要包括灵巧手关节回零和主从手位置反馈控制两大部分。