Robot Hand Design and Implementation Based on Flexible Sensor Controlled

Abstract

One of the inputs that has an important value in the development of lean manufacturing systems increasing worldwide are the studies on robotics undoubtedly. The use of robot technologies in production is necessary if it is desired to reduce accident rates and manufacturing defects. In other words, the precision and quality in production increase day by day with the increasing use of robots in industrial applications. In parallel with this approach, it is observed to increase the similarity to human hand structure of the robot manipulators day after day. In this study, the control of the mechatronic-based robotic hand has been performed by the position information obtained from the human hand using flex sensors mounted on glove. First, the angular movements of the human fingers have been sensed and these signals have been processed by a microcontroller. Then the control of robot hand has been performed according to this data by using servo motors. At the end of the study, it has become possible to control remotely manipulation process in dangerous environments for human using robot hand. Unlike other existing manipulators, this study, which is carried out at a lower cost, aims to be pioneer for artificial intelligence based study that is planned to be carried out in the future.

Esnek Algılayıcı Kontrollü Robot El Tasarımı ve Gerçeklenmesi

Abstract

Dünya genelinde artan yalın üretim sistemlerinin gelişmesinde şüphesiz en önemli değere sahip olan girdilerden birisi de robotik çalışmalardır. Robotik çalışmalar sayesinde üretimde oluşabilecek hata payları ve kaza oranları en aza indirilerek üretimler gerçekleştirilebilmektedir. Başka bir söyleyişle, endüstriyel uygulamalarda robot kullanımının yaygınlaşması ile birlikte üretim kalitesi ve hassasiyeti artmıştır. Bu yaklaşımla, robot manipülatörlerinin zamanla insan eli yapısına olan benzerliklerinin artması gözlemlenmektedir. Bu çalışmada, eldivene monte edilmiş esneklik sensörleri yardımıyla insan elinden alınan konum bilgileri ile mekatronik tabanlı robotik elinin kontrolü sağlanmıştır. İnsan el parmaklarının açısal hareketleri algılanarak bir mikrodenetleyici tarafından işlendikten sonra servo motorlar yardımıyla robot elin kontrolü gerçeklenmiştir. Çalışma sonunda ortaya çıkan robot el ile insan için tehlikeli ortamlarda manipülasyon işlemlerini uzaktan kontrol etmek amaçlanmıştır. Diğer mevcut manipülatörlerin aksine daha az bir maliyet ile gerçekleştirilen bu çalışmanın ileride gerçekleştirilmesi planlanan yapay zeka tabanlı çalışmalara zemin oluşturması hedeflenmektedir.

Keywords

• Robot el,Flex sensör,Esnek algılayıcı kontrolü

References

1. Salvador Cobos, Manuel Ferre, M.A. Sanchez Uran, Javier Ortego and Cesar Pena, “Efficient Human Hand Kinematics for Manipulation Tasks”, 2008 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems Acropolis Convention Center, Nice, France, 2008
2. Chao-Chieh Lan, Che-Min Lin, Chen-Hsien Fan, "A Self-Sensing Microgripper Module With Wide Handling Ranges,", IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol.16, no.1, pp.141-50, doi:10.1109/TMECH.2009.2037495, 2011
3. Ryew, S., Hyoukryeol Choi, "Doubleactive universal joint (DAUJ): robotic jointmechanism for human-like motions," in,IEEE Transactions on Robotics and Automation, vol.17, no.3, pp.290-300, doi: 10.1109/70.938386, 2001
4. Malegam, K.D.; D'Silva, M.S.,"Mimicking robotic hand-arm," 2011 Annual IEEE India Conference (INDICON), pp.1-5, 16-18, doi: 10.1109/INDCON.2011.6139365, 2011
5. Hafiane, S., Salih, Y., Malik, A.S., "3Dhand recognition for telerobotics," 2013IEEE Symposium on Computers &Informatics (ISCI), pp.132-137, doi: 10.1109/ISCI.2013.6612390, 2013
6. Zhanat Kappassov, Juan-AntonioCorrales, Véronique Perdereau, “Tactile sensing in dexterous robot hands — Review”,Robotics and Autonomous Systems,Volume 74, Part A, Pages195-220, ISSN 0921-8890, doi: dx.10.1016/j.robot.2015.07.015, 2015
7. Zhe Xu and Emanuel Todorov, “Design of a Highly Biomimetic Anthropomorphic Robotic Hand towards Artificial Limb Regeneration”, Robotics and Automation (ICRA), 2016 IEEE International Conference on, DOI: 10.1109/ICRA.2016.7487528, 2016
8. Kiyoshi Hoshino, “Copycat Hand - Robot Hand Generating Imitative Behaviour at High Speed and with High Accuracy”, Humanoid Robots, New Developments, Book edited by: Armando Carlos de Pina Filho ISBN 978-3-902613-02-8, pp.582, I-Tech, Vienna, Austria, 2007

9. Abidhusain Syed, Zamrrud Taj H. Agasbal, Thimmannagouday Melligeri, Bheemesh Gudur, “Flex Sensor Based Robotic Arm Controller Using Micro Controller”, Journal of Software Engineering and Applications, 364-366, http://dx.doi.org/10.4236/jsea.2012.55042, 2012
10. Jayant Y. Hande, Niket Malusare, SubodhSawarbandhe, HarshalDarbhe, “Design for Robotic Hand Using Flex-sensor”, International Journal of Advanced Research in Electronics and Communication Engineering (IJARECE), page 2846-2850,Volume 4, Issue 12, 2015