變掌式欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、作為先進(jìn)機(jī)器人的末端執(zhí)行器,多指靈巧手的研制成為熱門(mén)。目前在靈巧機(jī)械手的研制過(guò)程中,最為重要的任務(wù)仍然是解決機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)與控制問(wèn)題。傳統(tǒng)機(jī)械手的控制策略集中了信息科學(xué)、控制學(xué)、電子學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí),使機(jī)械手的控制策略顯得復(fù)雜而龐大。本文研究了一種基于欠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理工作的機(jī)械手,該機(jī)械手僅依靠機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)知識(shí)解決了多自由度靈巧手的控制問(wèn)題。此外,針對(duì)目前多數(shù)機(jī)械手采用的將手指直接固定在一個(gè)剛性體上的設(shè)計(jì)方法,本文設(shè)計(jì)了一種可“變形”的

2、手掌機(jī)構(gòu),該手掌機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對(duì)手指抓取初始位姿的調(diào)整,從而具有更強(qiáng)的自適應(yīng)能力。機(jī)械手由新型三自由度差動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、出力大、控制容易、成本低廉等特點(diǎn)。
　　 本文首先根據(jù)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理對(duì)機(jī)械手指的工作原理和特點(diǎn)做了詳細(xì)的分析,為欠驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)械手指的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。為了研究基于連桿機(jī)構(gòu)的欠驅(qū)動(dòng)手指的工作特性,本文選擇三自由度的欠驅(qū)動(dòng)手指對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和靜力學(xué)分析,從而確定影響欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

3、r>　　 其次使用三維建模工具Pro/E軟件對(duì)機(jī)械手各主要零部件進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì),根據(jù)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能要求,合理訂制其安裝順序,并最終建立了欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的三維實(shí)體模型,使機(jī)械手的功能得到虛擬實(shí)現(xiàn)。
　　 最后使用ADAMS仿真工具建立機(jī)械手的樣機(jī)模型,并對(duì)虛擬樣機(jī)進(jìn)行了相應(yīng)的仿真分析。通過(guò)分析機(jī)械手在抓取不同尺寸和形狀物體時(shí)的仿真結(jié)果,驗(yàn)證了多自由度欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)方案的可行性,調(diào)試出機(jī)械手在抓取不同物體時(shí)各關(guān)