水下機器人智能手爪的控制系統(tǒng)研究.pdf

1、作為一種末端執(zhí)行機構(gòu)，機器人手爪通過模擬人手一些動作規(guī)律實現(xiàn)一些和人手相同或者近似的功能。為了控制機器手人爪有效完成預(yù)先設(shè)定的各種任務(wù)，在對任務(wù)需求進行具體分析基礎(chǔ)上合理設(shè)計手爪控制系統(tǒng)無疑有著非常重要的意義。本項研究主要針對水下環(huán)境中提高機器人手爪作業(yè)自主性的需求設(shè)計一套智能化的控制系統(tǒng)。
　　 在深水下作業(yè)時機器人手爪運動所需克服阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在空氣中做相同運動的阻力，而在一般情況下手爪占用的空間大小是有嚴(yán)格要求的，因此機器人

2、手爪的驅(qū)動裝置需要能夠在占用很小空間的條件下提供盡可能大的驅(qū)動力以便于手爪能夠根據(jù)指令迅速響應(yīng)。由于具有的功率質(zhì)量比大、安裝布局靈活、運動與換向性能優(yōu)良等特點，液壓驅(qū)動方式被應(yīng)用于解決上述問題。本文論述的控制系統(tǒng)將不同類型的電液控制閥用于按照系統(tǒng)給出的指令完成對液壓回路中流體壓力、流向等量的控制。
　　 為了實現(xiàn)控制的自主性、提高控制的靈活性，手爪需要具備一定的對外部環(huán)境感知能力，在實時檢測到必要的環(huán)境參數(shù)基礎(chǔ)上根據(jù)這些數(shù)據(jù)做出

3、判斷，完成作業(yè)任務(wù)。在本文所述控制系統(tǒng)中，各種力傳感器采集的數(shù)據(jù)被用作最重要的閉環(huán)控制參考信息，在機器人手爪作業(yè)的整個過程中發(fā)揮重要作用，而超聲波傳感器、攝像頭、霍爾傳感器等采集的數(shù)據(jù)也在作業(yè)過程中作為輔助的參考信息影響系統(tǒng)控制決策。
　　 本文在分析機器人手爪作業(yè)任務(wù)的基礎(chǔ)上描述了控制系統(tǒng)的設(shè)計原理和實現(xiàn)方案：以利用電液閥控制的液壓驅(qū)動控制模塊和包括各種傳感器在內(nèi)的檢測模塊為基礎(chǔ)搭建控制系統(tǒng)硬件平臺；基于硬件平臺和控制策略編制