<p>This master thesis was made at the Institute of Technology Stockholm and is a part of a robot hand project called 10-X with the aim to develop a low-cost robot hand that is light and strong.</p><p>The project specification is to further improve the ability to control the robot hand in a user friendly way. This has been done by implementing a controller, earlier used and developed at KTH, which is intuitive and easy to customize after the needs in different kinds of grasps. To make the controller easy to use an user interface has been made.</p><p>Before the implementation of the controller was made on the real hand it was tested and development on a simulation created in MATLAB/simulink with help from a graphic physics engine called GraspIt! The movement of the robot finger is effected of the force from a leaf spring and a tendon that bends the finger. Also the finger is exposed of contact forces and all these components had to be modeled in the simulation to make the finger act properly.</p> / <p>Detta examensarbete är genomfört på KTH Stockholm och är en del av ett projekt, kallat 10-X, vars syfte är att utveckla och ta fram en robothand som är lätt och stark samtidigt som den är billig.</p><p>Projektets målsättning är att vidare förbättra och utveckla möjligheten att kontrollera robothanden på ett användarvänligt sätt. Detta har gjorts genom att implementera en regulator, tidigare utvecklad och använd på KTH, som är instruktiv och lätt att anpassa efter olika typer av grepp. För att göra regulatorn enkel att använda har ett användargränssnitt skapats.</p><p>Innan regulatorn implementerades på den riktiga robothanden utvecklades och testades den på en simuleringsmodell, skapad i MATLAB/simulink med hjälp av en grafisk fysikmotor GraspIt! Rörelsen hos ett robotfinger påverkas av krafter från en bladfjäder och den lina som böjer fingret. Fingret utsätts också för kontaktkrafter och alla dessa komponenter blev modellerade i simulatorn för att få fingret att bete sig korrekt.</p>

This master thesis was made at the Institute of Technology Stockholm and is a part of a robot hand project called 10-X with the aim to develop a low-cost robot hand that is light and strong. The project specification is to further improve the ability to control the robot hand in a user friendly way. This has been done by implementing a controller, earlier used and developed at KTH, which is intuitive and easy to customize after the needs in different kinds of grasps. To make the controller easy to use an user interface has been made. Before the implementation of the controller was made on the real hand it was tested and development on a simulation created in MATLAB/simulink with help from a graphic physics engine called GraspIt! The movement of the robot finger is effected of the force from a leaf spring and a tendon that bends the finger. Also the finger is exposed of contact forces and all these components had to be modeled in the simulation to make the finger act properly. / Detta examensarbete är genomfört på KTH Stockholm och är en del av ett projekt, kallat 10-X, vars syfte är att utveckla och ta fram en robothand som är lätt och stark samtidigt som den är billig. Projektets målsättning är att vidare förbättra och utveckla möjligheten att kontrollera robothanden på ett användarvänligt sätt. Detta har gjorts genom att implementera en regulator, tidigare utvecklad och använd på KTH, som är instruktiv och lätt att anpassa efter olika typer av grepp. För att göra regulatorn enkel att använda har ett användargränssnitt skapats. Innan regulatorn implementerades på den riktiga robothanden utvecklades och testades den på en simuleringsmodell, skapad i MATLAB/simulink med hjälp av en grafisk fysikmotor GraspIt! Rörelsen hos ett robotfinger påverkas av krafter från en bladfjäder och den lina som böjer fingret. Fingret utsätts också för kontaktkrafter och alla dessa komponenter blev modellerade i simulatorn för att få fingret att bete sig korrekt.

This project was chosen by the students themselves. The idea behind the proposed system was tooffer an alternative method to control robotics in remote places and harsh environments using avision-based approach. The purpose of the project is to introduce a more natural way of humanto-computer interaction and also to make humans working in hazardous environments still performtheir duties remotely.The components used in the project are a mechanic hand, a Raspberry Pi, a Raspberry Pi cameramodule v2, servos, a servo driver, and a Raspberry Pi display. The code is written in C++, and thelibraries used were OpenCV for the computer vision part and wiringPi for the servo control. Theimage processing is divided into four parts, finding the region of interest, which is responsible forsegmenting the hand region, locating fingertips and the palm center, calculating the distances inorder to detect movements of the user’s hand, and finally a part responsible for the servo control.With respect to the specification and the goals of the projects, the project resulted in a successfulworking system, with some limitations. However, the system proposed relies on the binary maskcreated in one of the first steps in the image processing part. Results show that the creation of thebinary mask is heavily dependent on good lighting conditions of the scene. There is still room formore improvements regarding image processing and alternative methods in order to achieve betterresults. / Detta projekt valdes av studenterna själva, och tanken bakom det föreslagna systemet var atterbjuda en alternativ metod för att möjliggöra styrning av robotar på avlägsna platser och i tuffamiljöer med hjälp av datorseende. Syftet med projektet var att introducera ett mer naturligt sätt förinteraktion mellan människa och dator och att flytta människor ifrån farliga miljöer men samtidigtkunna utföra sina arbetssysslor. Komponenterna som använts i projektet består av en mekanisk hand, en Raspberry Pi, en RaspberryPi-kameramodul v2, servo, ett kort för servostyrning och en Raspberry Pi-skärm. Koden är skriven i C ++, och biblioteken som använts är OpenCV för bildanalysen och wiringPi för styrning av servo. Bildbehandlingen är uppdelad i fyra delar, varav en är ansvarig för att avgöra inom vilket områdesom handen befinner sig i, lokalisera fingertopparna och handflatans centrum, beräkna avstånden för att upptäcka rörelser hos användaren och slutligen en del som är ansvarig för kontrollen av servo. När det gäller kravspecifikationen och målen för projekten resulterade projektet i ett framgångsrikt fungerande system med vissa begränsningar. Det föreslagna systemet är dock beroende av den binära masken som skapats i ett av de första stegen i bildbehandlingsdelen. Resultaten visaratt skapandet av den binära masken är starkt beroende av scenens ljusförhållanden. Det finnsfortfarande utrymme för fler förbättringar av bildbehandling och alternativa metoder för att uppnå bättre resultat.

Research and development leading to the realisation of a fully autonomous and robust multi-fingered hand has been going on for three decades. Yet none can be found in an industrial application. This is largely because we do not fully understand the fundamental mechanics of multi-finger grasping. / This thesis is a study of the mechanics of multi-finger grasping, with particular attention being paid to applying the analysis to experimental co-operative motion tasks between a hand-arm system and grasped object. / Fine manipulation with multi-fingered robot hands is critically influenced by the capacity to achieve stable grasps. By exploring the fundamental mechanics involved, a method for establishing the stability of spatial four finger-contact grasps is obtained. This work examines both frictionless and frictional grasps in two and three dimensions and develops the stability requirements for grasping. The conditions for a stable grasp are expressed as simple equations relating the line coordinates of (i) transitory sliding actuator and (ii) the normal to the tangent plane at every contact location. This is achieved by using the principle of virtual work and a branch of statics known as astatics. / After specifying a grasp in terms of its contact locations and forces the object can be grasped. However, in general the configuration of the hand-arm combination will not be unique, as such a manipulator system has more than six degrees of freedom and is said to be super-abundant. The choice of appropriate shares taken by the arm and hand in delivering the manipulation task needs to be resolved. This can be done making use of a kinematic performance measure based on aligning the grip triangle with the hand line of symmetry and maximising the available manipulation range. The hand-arm combination can then be driven to this desired grasp enabling the manipulator to carry out the specified task effectively. A Salisbury hand and PUMA 760 robot arm are used to demonstrate these co-operative motion tasks. / All the experimental results are presented along with a detailed description of the implementation of a hierarchical robot controller system which incorporates force control of the PUMA 760.