一種齒輪-腱欠驅(qū)式三指靈巧手的研制.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,機器人技術(shù)獲得快速發(fā)展,大大拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域。其末端執(zhí)行器是機器人與外界環(huán)境交互的關(guān)鍵部件,機器人智能化水平和作業(yè)能力的提高,很大程度上取決于其末端執(zhí)行器的靈活度和可靠性,因此對于機器人末端執(zhí)行器進行研究,以提高其靈活性,具有十分重要的意義。一般來講,機器人末端執(zhí)行器分為兩種,一種是機器人末端夾持器,工業(yè)中比較常用,其結(jié)構(gòu)較為簡單,但僅能實現(xiàn)較單一的動作,另外一種是具有多自由度、多關(guān)節(jié)的多指靈巧手,它模仿人手的功能,可實現(xiàn)對各種

2、復(fù)雜形狀物體的靈活抓取和精細操作,可應(yīng)用于助老助殘領(lǐng)域的輔助器具、危險環(huán)境下的任務(wù)作業(yè)等,解放人的雙手,大大拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域,發(fā)展前景廣闊。本文基于“大連市智能服務(wù)機器人技術(shù)與裝備工程實驗室”建設(shè)項目,研制一種齒輪-腱欠驅(qū)式三指靈巧手,主要研究內(nèi)容如下:
  基于人手的基本功能及解剖學結(jié)構(gòu),設(shè)計一種齒輪-腱欠驅(qū)式三指靈巧手,新型的彈簧-滑塊機構(gòu)很好的實現(xiàn)了手指的欠驅(qū)動方式,采用雙腱繩傳遞方式,有效的實現(xiàn)了手指的張開-閉合動作,三個

3、手指基于模塊化設(shè)計的思想,結(jié)構(gòu)完全一致,其安裝位置采用直角三角形結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)捏、包絡(luò)等預(yù)期抓取動作。接著,設(shè)計了靈巧手的控制系統(tǒng),搭建了實驗平臺,為接下來的研究提供了基礎(chǔ)。
  提出一種基于逆運動學的單指工作空間分析方法,該方法只需求解兩自由度關(guān)節(jié)的逆運動學,在此基礎(chǔ)上再分析第三指節(jié)的運動空間,相較于傳統(tǒng)的基于正運動學的單指工作空間分析法,其數(shù)學計算量小,具有良好的應(yīng)用價值?;?V-REP機器人仿真軟件,進行了運動學正解下的三指

4、靈巧手工作空間仿真,并分析仿真結(jié)果,指出其存在的問題和不足。
  基于欠驅(qū)動三指靈巧手實驗樣機,進行非工作條件下的手指順從能力實驗,驗證了靈巧手的自我保護能力。進行靈巧手的單指控制實驗,包括速度及位置控制,確定出合適的抓取速度及控制模式。對不同形狀的物體進行抓取實驗,包括捏抓取及包絡(luò)抓取,以驗證靈巧手的抓取性能,并對實驗結(jié)果分析。針對靈巧手結(jié)構(gòu)存在的問題,對滑輪傳動系統(tǒng)進行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計,結(jié)果表明,樣機傳遞機構(gòu)得到簡化,傳遞效率得到

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