仿人多指靈巧手抓持控制系統(tǒng)及柔順控制策略.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著自動化水平的不斷提高,機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛,它的末端執(zhí)行器的靈活性與柔性是其自動化水平的重要體現(xiàn)。本論文通過對國內(nèi)外靈巧手控制應(yīng)用方面的總結(jié)、研究,采用分級控制方案設(shè)計(jì)了仿人多指靈巧手抓持控制系統(tǒng),同時(shí)運(yùn)用基于位置的阻抗控制策略,實(shí)現(xiàn)了柔順運(yùn)動控制。課題的研究具有實(shí)際的應(yīng)用意義。
  首先,通過對系統(tǒng)控制方式的分析,采用分級控制方案設(shè)計(jì)了仿人多指靈巧手的控制系統(tǒng)。第一級為控制層,它是基于 C8051F040單片機(jī)構(gòu)建單

2、手指控制器,來對靈巧手單根手指關(guān)節(jié)角度和指尖力信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。第二級為協(xié)調(diào)層,它完成靈巧手各個(gè)手指的協(xié)調(diào)運(yùn)動,采用LF2407A DSP處理由手指控制器經(jīng)過 CAN通信方式傳遞的現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息,通過阻抗控制算法完成各手指負(fù)載的分配及位置控制。第三級為規(guī)劃層,它完成靈巧手抓持規(guī)劃,采用C++Builder6.0設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面,來動態(tài)顯示不同手指各個(gè)關(guān)節(jié)的角度值和指尖力變化曲線,并通過抓持規(guī)劃算法將規(guī)劃的位置及力信息通過串行通訊總線

3、送給協(xié)調(diào)層。
  其次,完成仿人多指靈巧手氣動驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計(jì),采用自制的氣動人工肌肉來驅(qū)動手指各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動;利用Altium Designer6.9電路設(shè)計(jì)軟件,完成了單手指控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)以及DSP控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)。
  最后,利用MATLAB/simulink仿真工具,建立了手指的仿真模型,完成了靈巧手控制系統(tǒng)的位置和力控制仿真。采用基于位置的阻抗控制策略實(shí)現(xiàn)了柔順控制,在Silicon Laborator

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