自適應(yīng)欠驅(qū)動手指機構(gòu)研究.pdf

1、隨著機械智能和智能機械的不斷發(fā)展，具有自動適應(yīng)外部環(huán)境、工作對象的機械自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的研究已成為國內(nèi)外機構(gòu)學(xué)者的研究熱點。擬人機械手由于具有自動適應(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)功能的機械手之一，盡管其抓取功能較強，但由于其多手指、多自由度、多驅(qū)動的特征，影響了其工作可靠性，制約了其應(yīng)用范圍的拓展。欠驅(qū)動機械手是驅(qū)動數(shù)少于機構(gòu)的自由度數(shù)，同時具

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

3、
　　（1）由奇對稱式雙曲柄滑塊機構(gòu)演化出偶對稱雙曲柄滑塊機構(gòu)，以此為基本構(gòu)型，根據(jù)欠驅(qū)動機構(gòu)的工作原理，設(shè)計出一種基于可變約束的具有自適應(yīng)功能的欠驅(qū)動手指機構(gòu)構(gòu)型。
　　（2）對手指機構(gòu)進行了運動學(xué)分析與靜力學(xué)分析，根據(jù)設(shè)計給定要求建立手指機構(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)計要求。
　?。?）以能夠強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)動手安

4、裝手指的個數(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軸偏移量對單指接觸力和欠驅(qū)動手抓取力的影響，并求出了欠驅(qū)動手在全接觸臨界狀態(tài)時的可抓取物重；分析了驅(qū)動力矩對中間位姿均力抓取的影響；分析了欠驅(qū)動手指的抓取穩(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。
　?。?）運用虛擬樣機軟件ADAMS對所設(shè)計的手指機構(gòu)進行動力學(xué)仿真，驗證了該手指機構(gòu)具有自適應(yīng)抓取不規(guī)則形狀物體的能力，獲得