自適應(yīng)欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)研究.pdf

1、隨著機(jī)械智能和智能機(jī)械的不斷發(fā)展，具有自動(dòng)適應(yīng)外部環(huán)境、工作對(duì)象的機(jī)械自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的研究已成為國內(nèi)外機(jī)構(gòu)學(xué)者的研究熱點(diǎn)。擬人機(jī)械手由于具有自動(dòng)適應(yīng)被抓物體的尺寸、形狀等參數(shù)變化的自適應(yīng)抓取功能，已在機(jī)器人及工程應(yīng)用中得到了深入的研究，并取得了較大的成果。靈巧手作為具有自適應(yīng)功能的機(jī)械手之一，盡管其抓取功能較強(qiáng)，但由于其多手指、多自由度、多驅(qū)動(dòng)的特征，影響了其工作可靠性，制約了其應(yīng)用范圍的拓展。欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手是驅(qū)動(dòng)數(shù)少于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，同時(shí)具

2、備多手指、多自由度的機(jī)械手。正是由于其驅(qū)動(dòng)數(shù)少，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)將更加簡單，同時(shí)又能確保實(shí)現(xiàn)對(duì)被抓物體的形狀、尺寸等參數(shù)變化的自適應(yīng)抓取功能，已得到機(jī)構(gòu)學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究，成為機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向和內(nèi)容。
　　欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)欠驅(qū)動(dòng)手的基礎(chǔ)，如何確保抓取過程中的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定和抓取可靠性，可變約束的設(shè)計(jì)和應(yīng)用是關(guān)鍵。本文重點(diǎn)對(duì)欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計(jì)、尺度參數(shù)綜合、抓取性能等方面進(jìn)行深入研究，主要內(nèi)容有：

3、
　?。?）由奇對(duì)稱式雙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)演化出偶對(duì)稱雙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，以此為基本構(gòu)型，根據(jù)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理，設(shè)計(jì)出一種基于可變約束的具有自適應(yīng)功能的欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)構(gòu)型。
　?。?）對(duì)手指機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與靜力學(xué)分析，根據(jù)設(shè)計(jì)給定要求建立手指機(jī)構(gòu)的尺度綜合模型，并調(diào)用MATLAB優(yōu)化函數(shù)求解，得出的綜合結(jié)果滿足給定的設(shè)計(jì)要求。
　　（3）以能夠強(qiáng)力或精確抓取圓柱體、球類、平板類以及其它不規(guī)則物體為目標(biāo)，確定了欠驅(qū)動(dòng)手安

4、裝手指的個(gè)數(shù)、各手指方位分布及指間距離；分析了圓柱體的半徑R、X軸偏移量及Y軸偏移量對(duì)單指接觸力和欠驅(qū)動(dòng)手抓取力的影響，并求出了欠驅(qū)動(dòng)手在全接觸臨界狀態(tài)時(shí)的可抓取物重；分析了驅(qū)動(dòng)力矩對(duì)中間位姿均力抓取的影響；分析了欠驅(qū)動(dòng)手指的抓取穩(wěn)定性，繪出了手指工作空間的穩(wěn)定區(qū)間分布圖；分析了手指在工作空間內(nèi)的靈巧度。
　?。?）運(yùn)用虛擬樣機(jī)軟件ADAMS對(duì)所設(shè)計(jì)的手指機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，驗(yàn)證了該手指機(jī)構(gòu)具有自適應(yīng)抓取不規(guī)則形狀物體的能力，獲得