基于语音识别的前臂机械手实验设计

摘要

在“新工科”大环境下，针对自动化类专业的实验教学，融合科技前沿技术，设计了基于语音识别的前臂机械手控制系统的综合实验。该实验通过语音识别实现对前臂机械手的控制，采用STM32F405作为语音控制芯片。该系统采用MPU6050来测量手臂的三轴角速度和三轴加速度，利用基于四元数的梯度下降法处理分析传感器数据，确定出前臂机械手的实时位姿，并对前臂机械手的电机进行控制，从而在移动时能够将其手部维持在与水平面齐平的位置上，实现了自平衡。利用OpenMV机器视觉模块，在机械手执行抓取任务时，进行抓取校正，实现系统的闭环控制。实践证明，在高校开展基于语音识别的机械手嵌入式控制系统实验，符合新时期实验教学需求，能帮助学生较好地理解和运用嵌入式平台的搭建过程，熟练处理各种复杂的工程问题。

关键词

前臂机械手 / 嵌入式控制系统 / 创新性实验 / 实验教学 / 新工科教育

基金资助

山东省人工智能赋能重点领域教学改革项目（D2024003）; 山东省高等学校课程思政教学改革研究项目（SZ2023087）; 山东科技大学优秀教学团队培育计划项目（TD20241005）