隨著航天技術的發(fā)展,空間實驗室的建立、維護以及其他操作任務將越來越繁重,因此急需太空機器人的幫助,并且太空機器人必須具備能夠安全可靠地執(zhí)行操作任務的靈巧手。本文主要研究了空間多指靈巧手操作控制的關鍵技術和難點問題。本文首先介紹了所研制的空間五指靈巧手的系統(tǒng)組成,手指以及傳感器系統(tǒng)的設計。其次,根據D-H法在多指靈巧手拇指的各個關節(jié)建立坐標系,從而得到拇指末端的笛卡爾空間位置與拇指關節(jié)轉角之間的運動學關系,進一步分別利用Newton-Euler迭代方法和Lagrange方法推導多指靈巧手拇指的動力學方程,兩種方法所得結果相同,從而交叉驗證了動力學方程結果的正確性。再次,對腱傳動進行建模,基于單純形法對腱張力進行分配,在此基礎上,針對拇指給出了腱空間和關節(jié)空間兩種阻抗控制方法,并且基于前述動力學方程利用MATLAB分別對其進行仿真,仿真結果表明采用這兩種控制律,拇指都可以實現預期的運動,關節(jié)空間方法控制效果更佳。最后,針對腱驅動型靈巧手手指末端操作中需滿足控制接觸力和接觸位置同時保持腱張力處于合適的約束范圍的要求,結合接觸力,提出了一種手指腱張力約束末端操作阻抗控制方法,基于MATLAB和... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內外研究現狀
    1.3 多指靈巧手系統(tǒng)的研究基礎
    1.4 本文研究內容
第二章 腱驅動型多指靈巧手系統(tǒng)設計
    2.1 引言
    2.2 靈巧手的系統(tǒng)組成
    2.3 靈巧手手指設計
        2.3.1 拇指構型及拇指的結構設計
        2.3.2 其余四指的結構設計
    2.4 傳感器系統(tǒng)
        2.4.1 關節(jié)角位置傳感器
        2.4.2 指尖六維力/力矩傳感器
        2.4.3 腱張力傳感器
    2.5 本章總結
第三章 多指靈巧手拇指的運動學和動力學分析
    3.1 引言
    3.2 拇指運動學分析
        3.2.1 正向運動學
        3.2.2 逆向運動學
        3.2.3 雅可比矩陣
    3.3 拇指連桿動力學分析
        3.3.1 牛頓-歐拉迭代動力學方程
        3.3.2 拉格朗日動力學方程推導
    3.4 本章總結
第四章 腱驅動型靈巧手拇指自由空間運動控制系統(tǒng)設計
    4.1 引言
    4.2 腱傳動原理及腱張力分配
        4.2.1 腱傳動原理
        4.2.2 腱張力分配
    4.3 腱約束拇指自由空間運動控制系統(tǒng)設計及仿真
        4.3.1 阻抗控制系統(tǒng)的一般結構
        4.3.2 腱空間阻抗控制系統(tǒng)設計及其仿真
            4.3.2.1 控制律設計
            4.3.2.2 控制仿真實驗
        4.3.3 關節(jié)空間阻抗控制系統(tǒng)設計及仿真
            4.3.3.1 控制律設計
            4.3.3.2 控制仿真實驗
    4.4 本章總結
第五章 手指末端操作阻抗控制系統(tǒng)設計與仿真
    5.1 引言
    5.2 基本原理
        5.2.1 系統(tǒng)組成
        5.2.2 控制方法
            5.2.2.1 控制器組成及控制流程
            5.2.2.2 控制器各模塊具體實現
    5.3 ADAMS和 MATLAB聯合建模
        5.3.1 ADAMS和 MATLAB聯合模型建立方法
        5.3.2 參數設置
    5.4 仿真結果及分析
        5.4.1 腱空間仿真結果及分析
        5.4.2 關節(jié)空間仿真結果及分析
    5.5 .本章總結
第六章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 課題展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3172997