[发明专利]一种柔性触手的形状检测系统及方法

摘要

一种柔性触手的形状检测系统及方法，涉及形状检测技术领域。本发明为了能够对一段以及多段柔性触手进行实时形状检测。所述检测系统包括工控上位机、九个拉线式位移传感器、三个控制器、无线蓝牙通讯模块、直流稳压电源、两个降压芯片和控制器；对柔性触手进行充气；主、从控制器STM32对脉冲信号解码并计数；通过无线蓝牙模块，将九根气动肌肉的长度数据无线传送到工控上位机；在工控上位机中使用MATLAB软件中的GUIDE制作串口助手界面，完成一段柔性触手运动学模型的建立以及多段柔性触手运动学模型的建立，仿真出柔性触手的三维空间形状。本发明能满足实时检测柔性触手三维形状的要求。

主权项

1.一种柔性触手的形状检测系统，所述柔性触手包括由底端至末端依次连接的第一段柔性触手、第二段柔性触手、第三段柔性触手；每段柔性触手包括三根气动肌肉、底盘、三根气管；三根气动肌肉相隔120°放置并固定于底盘，其外侧通过弹性护套将三根气动肌肉束缚在一起；第一段柔性触手的三根气动肌肉的底端与对应的底盘的固定，其末端与第二段柔性触手的底盘固定，以此类推；除第一段柔性触手外其他段柔性触手的三根气管贯穿于三根气动肌肉围合形成的空间空隙内；其特征在于，所述检测系统包括工控上位机、九个拉线式位移传感器、三个控制器STM32、无线蓝牙通讯模块、12V直流稳压电源、两个降压芯片；三个控制器STM32包括主控制器STM32和两个从控制器STM32；12V直流稳压电源分别为九个拉线式位移传感器、无线蓝牙模块和主/从控制器供电；每段柔性触手对应设有三个拉线式位移传感器；每个拉线式位移传感器的输入端钢丝绳附着于其对应的一根气动肌肉的表面,并随着气动肌肉的长度变化而变化；每个拉线式位移传感器的A、B两相脉冲输出端连接到主/从控制器STM32的通用定时器引脚；在工控上位机上对三个控制器STM32进行正交解码程序设计，对脉冲信号进行计数，以实现根据拉线式位移传感器自身精度将脉冲信号转换成气动肌肉的长度；通过SWD接口将上位机程序分别下载到三个控制器STM32，所述上位机程序包括正交解码程序和串口通信程序；12V直流稳压电源通过3.3V降压芯片降压至3.3伏为三个控制器STM32供电，12V直流稳压电源通过5V降压芯片降压至5伏为无线蓝牙模块供电；每段柔性触手对应设有一个主/从控制器STM32，连接三个拉线式位移传感器；两个从控制器STM32同时与主控制器STM32通过串口通信USART接口连接，将其检测到的气动肌肉的长度数据发送给主控制器STM32；主控制器STM32的串口通信USART接口连接无线蓝牙模块的发送端，而无线蓝牙模块接收端通过USB转TTL接口连接到工控上位机，从而实现由主控制器将九根气动肌肉的长度数据无线传送到工控上位机。