·294· 北京科技大学学报 1998年第3搬' 3力反馈基准值的选择 如前所述，北科大双拇指手的每个手指上都安装有12个以阵列方式排列的力传感器 与安装单个或单列传感器相比，这种做法可以得到更多的手指与被抓物体的接触信息，从而 保证能够更好地完成力反馈控制.但是，由于被抓物体的形状和多指手对物体抓握时手指位 置的差异，在完成对物体的抓握过程中，必然出现各个传感器输出不同的问题.因此，如何合 理利用力传感器的信息便成了实现力反馈控制时必须解决的重要问题. 利用力传感器的信息进行力反馈控制的的最简单的方法是所谓的最大值法，最大值法的 基本思想是取每个手指上力传感器的最大值作为力反馈值，并利用该反馈值进行力反馈控 制.这种方法的特点是算法简单，而缺点则是信息量丢失过多，因此在许多情况下不能保证可 靠地完成力反馈控制.为了克服上述缺点，可以采用平均值法 平均值法的基本思想是取每个手指上的力传感器的输出的平均值作为力反馈值，并利用 该反馈值进行力反馈控制.平均值法虽然较多地利用了力传感器的信息量，但是又有主次不 分的缺点，同样难以保证可靠地完成抓握力的反馈控制. 为了更好地反映各个阵列点的作用，我们设计了对各个有效阵列接触点加修正因子的方 法，具体的方法如下所述 设某一手指的力传感器的输出为F()(i=1,2,…,n).将n个接触力按从大到小的顺序 排列，然后按近似倍数关系将其分为3组（有时只能分成」组或2组）.设最大的1组为F,(共 有n,个值)，中间的1组为F(共有n,个值)，最小的一组为F,(共有n,个值)，则可用如下公式 确定该手指的抓握力反馈值： a,2F0+a,2F.0+a,2F0 =1 F=- (I) a n +an,tan, 对于只能分成1组的情况，n,=0,2,=0;对于只能分成2组的情况，n=0.根据不同的 抓握物体，a,a,a,的取值可以不尽相同.实验结果表明：当抓握球状或不规则形状物体时，取 a,=0.8,a,=0.2,a,=0.0;当抓握柱形物体或与手指有柱面接触的物体时，取a,=0.7,a, =02,α，=01.则利用(1)式求得的抓握力进行反馈控制，可以得到比较满意的结果.可以证 明，()式给出的加权平均值比直接计算的平均值更接近检测力的最大值，因此也可以更好地 代表整个手指的受力情况.附录中给出了对上述算法合理性的证明. 4结论 为了验证本论文提出的基于滑觉功能的机器人多指手稳定抓取手法的可行性，我们利用 北科大双拇指手进行了大量的实验研究.实验表明，只要在完成抓取之前进行适当的规划，本 论文中提出的方法是完全可行的.此外，本论文中仅仅是进行了一些理论和方法方面的探讨， 为了达到实用目的，还需要在滑觉传感器本身的结构和安装方法方面加以改进