Sterowanie dłoni

[bejmoooza]

Planuję zrobić dłoń z serwomechanizmów z około 15 stopniami swobody (m.in. po 3 serwa na każdy palec). Ze skonstruowaniem reki poradzę sobie na pewno, ale problem będzie z jej sterowaniem. Chciałbym odwzorowywać ruch mojej dłoni na tej elektronicznej.

I tu zaczyna się problem.

Chodzi o to jak "zmierzyć" ruchy dłoni, tzn. zgięcia w stawach, i odwzorować na serwach.

Na razie myślałem o odpowiednio zamocowanych na np. rękawicy, potencjometrach. Tu problemem są kształt, wymiary, wartości i odpowiednie zamocowanie, które musiało by być jednocześnie sztywne aby zachować dokładność i elastyczne aby nie przeszkadzać i nie krępować ruchu.

Skonstruowałem na razie coś takiego:

Na razie bezpośrednio na palcu bo nie mogłem znaleźć żadnej rękawiczki do "przeróbek". Problem jaki się pojawił to wysokość potencjometru który odstaje od palca.

Przyszły mi też do głowy halotrony liniowe ale nie wiem jak by się sprawdziły ponieważ nie używałem ich jeszcze i nie znam ich dokładnych właściwości.

Kiedyś widziałem w internecie projekt w którym rękawice, chyba właśnie z halotronami podłączoną do komputera wykorzystywano do sterowania wirtualnej dłoni na monitorze, ale nie mogę teraz tego znaleźć. Jeśli ktoś wie o czym mówię to bardzo prosił bym o link.

Proszę o komentarze i pomysły, będę wdzięczny za linki z materiałami które mi pomogą

Pozdrawiam

[wsowa]

Z potencjometrami montażowymi jest problem, bo mają trwałość kilkunastu obrotów z tego co wiem.

[Nawyk]

Nowatorskie zastosowanie rezystorów 🙂

Do głowy przychodzą mi dwa pomysły - tensometry w obcisłej rękawicy (gdy zginasz palec, napinają Ci się odpowiednie mięśnie => zwiększa się nacisk na wewnętrzną stronę "palca" rękawicy) albo coś w stylu maszyny EEG - elektrody nad mięśniami, wykrywające ich pracę (a dokładniej zmiany potencjału elektrycznego na powierzchni skóry). Widziałem gdzieś nawet gotowe zestawy w AVT...

[wsowa]

Nawyk, mięśnie poruszające palcami nie znajdują się w dłoni tylko w przedramieniu. Zaciśnij sobie rękę przed nadgarstkiem i poruszaj palcami. Poczujesz jak ścięgna pracują.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Kuraś]

Kiedyś zastanawiałem się nad konstrukcją podobnej rękawicy i doszedłem do wniosku, że palce dłoni oprócz kciuka posiadają dwa stopnie swobody (pomijając mały ruch na boki).

Mianowicie te dwie kości najdalsze poruszają się zależnie od siebie co daje jeden punkt pomiarowy. Proponowałbym zrobić to na zasadzie cięgien - jak w hamulcach rowerowych sprzężonych z jakimiś enkoderem (na prototyp to potencjometr przesuwny + sprężyna wciągająca linkę).

Drugi stopień to prowadnica linki cięgna przymocowana do wierzchu dłoni + potencjometr obrotowy - podobnie jak wykombinowałeś z tym palcem

"Malunek" dla zobrazowania mojego pomysłu

[bejmoooza]

do wsowa:

potencjometry montażowe mają taki sam kąt obrotu jak zwykłe, chyba chodziło ci o helitrimy które są właśnie wieloobrotowe

dobrym rozwiązaniem były by tensometry, nie przyszło mi to do głowy wcześniej.

a oto mój "malunek":

I nie zgodzę się że palec ma 2 stopnie swobody bo np. ja potrafię zgiąć tylko drugi staw (licząc od czubka palca) a pierwszy pozostawić wyprostowany. Rozwiązanie z linką i sprężyną też może trochę nie wypalić bo w momencie rozluźnienia palca zastał by on wyprostowany przez nią

W przypadku tensometrów mały zonk może być z kosztami. Teraz przemyślałem i najlepszym rozwiązaniem było by 21 stopni swobody dłoni, a chodzi mi właśnie o jak najlepsze odwzorowanie ruchów dłoni. Więc 21 serw to już niezła kwota wychodzi, a nie chcę użyć najtańszych bo wtedy dłoń będzie bardzo słaba. Jeśli powiedzmy 25pln za serwo to już wychodzi 525pln. A ile bym musiał dać za tensometry?

[Nawyk]

Nawyk, mięśnie poruszające palcami nie znajdują się w dłoni tylko w przedramieniu. Zaciśnij sobie rękę przed nadgarstkiem i poruszaj palcami. Poczujesz jak ścięgna pracują.

Nie chcę się tu mądrować, bo nie studiowałem medycyny, ale wydaje mi się, że jesteś w błędzie 🙂 Na potwierdzenie:

[bejmoooza]

Nie jestem pewien czy coś w stylu EEG zdało by egzamin. Czy dało by się liniowo odwzorować w ten sposób ruch palcy i czy jedne elektrody wykrywały by tylko jeden mięsień czy pośrednio kilka? I trzeba by dokładnie zlokalizować który mięsień za co odpowiada. Kolejna sprawa to zmieniające się parametry np. skóry (pot, ukrwienie, temperatura) które na pewno wpływały by na wyniki. Jeszcze sprawa dokładnych pomiarów czyli zastosowania odpowiednich elementów (wysoka dokładność) 😕

Dużym wyzwaniem było by "ogarnięcie" i odpowiednia interpretacja sygnałów z mięśni bo na pewno za jeden ruch odpowiadało by kilka sygnałów i trzeba by interpretować stosunek do siebie wielu sygnałów jako konkretny ruch.

Ewentualnie dla świetnych programistów "nauka" ruchów 😉 [ale nie dla mnie]

Dlatego myślę że pomiar każdego stopnia swobody oddzielnie był by lepszym rozwiązaniem.

Czy ktoś orientuje się jakie tensometry by się do tego nadawały (Chodzi głównie o małe wymiary) i jakie ceny?

[Maxo]

hmm pomysł bardzo ciekawy. A może na początek coś mniej skomplikowanego ??

:]

[wsowa]

bejmoooza, nie mówiłem o ilości zakresie obrotów, ale o trwałości potencjometru. specyfikacje większości potencjometrów mówią o wytrzymałości 200, 500 lub 1000 (jak dobrze pójdzie) cykli. Wieloobrotowe chyba jeszcze mniej. Z tymi kilkunastoma to przesadziłem, ale faktem jest, że potencjometry montażowe mają dosyć ograniczoną żywotność.

Nawyk, chyba jednak trochę racji mam. Aczkolwiek ty też trochę masz. Wygląda na to, że część mięśni znajduje się w przedramieniu:

http://pl.wikipedia.org/wiki/Mi%C4%99sie%C5%84_zginacz_g%C5%82%C4%99boki_palc%C3%B3w

a jeden (mięsień glistowaty) w dłoni. Dodatkowo są mięśnie od palca małego w dłoni, ale przedramie tez obsluguje maly palec. Ciekawe - nie wiedziałem tego. No i mięśnie kciuka są w dłoni, ale widać patrząc na rękę "jak na dłoni:)".

bejmoooza, Korzystając z twojego rysunku:

Jakby te pomarańczowe krechy były czymś sztywnym i elastycznym (coś jak takie plastikowe opaski do spinania kabli: http://republika.pl/blog_cx_1301295/2686430/au/pasek.jpg?1155376174) podziurkowanym albo z narysowanymi biało-czarnymi znacznikami, to wtedy w tym niebieskim klocku można by zrobić enkoder liniowy na diodzie-fotodiodzie który by zliczał impulsy z przesuwającego się w nim paska.

Edit: właściwie to taki pasek do spinania kabli jest poząbkowany więc można by spróbować tymi ząbkami czymś (jakimś kółkiem zębatym) obracać i wówczas zliczać obroty. Są takie zabawki dla dzieci dołączane czasami do chrupek, w których jest pasek zębaty za który ciągniesz i on rozpędza jakieś śmigło które odlatuje. Kojarzysz? Można by to coś takiego wykorzystać jakoś...

P.S. Dla ustalenia terminologii. Części palca które osobna się zginają nazywają się paliczkami i kolejno od czubka palca występują: paliczek dalszy, paliczek środkowy i paliczek bliższy. http://pl.wikipedia.org/wiki/Paliczek

[Nawyk]

Jest jeszcze opcja z motion capture, niedawno pojawiło się kilka tematów związanych z rozpoznawaniem obrazu. Jeśli cała dłoń to za dużo, to zawsze można skorzystać z odczytu położenia opuszków palców i np grzbietu dłoni, a następnie skorzystać z kinematyki odwrotnej i wyznaczyć położenie pozostałych "zgięć" palców. Tak, wiem - ponosi mnie wyobraźnia 😉

[feriar]

bejmoooza, możesz zrobić jak jest sztuczna noga tzn. na jednej ręce składasz tą aparature i budujesz drugą która będzie naśladować ruchy tej prawdziwej 🙂

[bejmoooza]

wsowa no tak masz racje, czyli potencjometry odpadają 🙁

Ogólnie EEG itp. też odpada

Ciekawy jest pomysł z enkoderem liniowym lub z opaski do kabli. W swoich "zbiorach" znalazłem tylko 2 tak małe zębatki ewentualnie trzecią może wyciągnę z takiego mechanicznego licznika od magnetofonu. A w poniedziałek przejdę się do jakiegoś serwisu RTV zapytać.

Jednak tensometr wydaje mi się lepszym rozwiązaniem bo nie trzeba by np. przy włączeniu ustawiać dłoni w określonym położeniu (ewentualnie jakoś programowo to rozwiązać) i odnoszę wrażenie że byłby "przyjaźniejszy" w użyciu sygnału z niego.

Z filmików bardziej podoba mi się to:

A w temacie tensometrów wygoglowałem to: Budujemy tensometr oporowy

Jutro lece kupić kilka takich ołówków 😅

feriar: z tym wynalazkiem z pierwszego postu na palcu wyszedłem na klatkę bo coś się działo z prądem i troche dziwnie się na mnie sąsiedzi patrzyli 😋

[wsowa]

Motyw z ołówkiem przerabiałem niedawno. Strasznie ciężko je dostać. Nie znalazłem w żadnym sklepie w Krakowie.

[bejmoooza]

A ja widziałem takie niedawno w "Sklepie po 4 złote" więc nie będzie problemu z kupnem. Ewentualnie popytam w rodzince. Na pewno się coś znajdzie