智能仿生机器手设计基于3D打印技术的STM32控制系统

获奖等级：三等奖

设计者：何郴良，尚浩天，佘致颖

指导教师：姚振静

防灾科技学院，三河，065201

设计者充分调研了智能仿生机器手的研究现状，在此基础上分析现有智能仿生机器手系统的功能组成。本项目的目标是针对现有智能仿生机器手在原理设计上的不足，采用最新的3D打印技术，设计一种基于STM32单片机的智能仿生机器手（图38）。

本设计作品是一款体感、姿态模拟的仿生机器手。该机器手可通过温度传感器感知外界的温度。通过3D打印技术做出拟人机器手，整体结构与人手骨骼相仿，具有5个自由度，可实现对手姿态的模拟。该作品作为一款姿态模拟的仿生机器手，可应用于助残领域，也可加装在机器人上，从而使其能够代替人类完成更多事情。(www.xing528.com)

姿态模式：通过体感机械手套的杠杆转轴运动与角度传感器，将人手掌的机械运动转化为模拟信号，通过无线同步模块传递至仿生机器手。仿生机器手接收信号后，通过开源STM32单片机进行转码控制，经由五个舵机的转动，带动机械杠杆拉伸仿生机器手关节，并通过程序编译实现仿生机械手与人手指、手腕的同步运动。

体感模式：红外传感器触发后，通过温度模块读取实时温度值并通过手指动作展示出来。用单片机将无线模块接收到的位置信息进行转化，并输出给舵机，舵机接收到信息并执行。将其与配套的中端控制器相连，一端控制器采集使用者手部形态与温度变化，将数据上传至中端控制器，另一端再根据这些变量参数做出改变。这样，视频通话时就像握住对方的手一样温暖生动，能真切传递友情、亲情、爱情，把“天涯”变为“咫尺”。

该智能仿生机器手有硬件系统和软件系统两部分。经团队合作成功设计了硬件系统，并重点展开了对软件系统的研究。团队经过三个月的设计制造，生产了第一台物理样机，并对其进行了试验，验证了系统的可靠性和实用性。

图38　智能仿生机器手