本文選題：隨形抓取 + 機械手　； 參考：《蘭州交通大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展,人們生活水平的提高,由于殘疾人對假肢手康復工程的高度重視和人們急于從惡劣的工作環(huán)境中解放出來,近年來,科技工作者對機械手的研究取得一定的成果,研發(fā)出的擬人化機械手雖然能完成物體的抓取和操作,但存在通用性差、成本高、控制復雜等問題,在一定程度上限制了使用范圍�；谟脩粜枨�、操作簡單和低成本為設(shè)計的原則,研發(fā)一種成本低廉、控制簡單、體積小、能夠?qū)崿F(xiàn)隨形抓取的機械手很有必要。運用欠驅(qū)動原理,采用差動驅(qū)動機構(gòu),單一驅(qū)動電機,設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小、控制簡單、成本低、具備隨形抓取能力的擬人化機械手。該機械手能夠?qū)崿F(xiàn)各手指抓取力大小的自動控制,抓取物體時能夠自動調(diào)整位姿和手指抓取力的大小。首先,通過對國內(nèi)外機械手發(fā)展現(xiàn)狀的分析研究,明確設(shè)計任務(wù)。通過驅(qū)動技術(shù)與傳動機構(gòu)方案應用的對比分析,確定了機械手的驅(qū)動方案與傳動機構(gòu)。其次,從仿生學以及解剖學的角度出發(fā),分析了人手結(jié)構(gòu)和功能特征,為隨形抓取機械手的設(shè)計提供了可靠的設(shè)計參數(shù)和依據(jù),并以此為依據(jù),完成了隨形抓取機械手的食指、中指、無名指、拇指以及手掌的詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后,根椐設(shè)計的隨形抓取機械手的三維機構(gòu)模型,利用D-H參數(shù)法建立了隨形抓取機械手的運動學模型,根據(jù)已知各關(guān)節(jié)的運動參數(shù),推導出了運動學正解方程,求出手指末端的相對參考坐標系的位姿;根據(jù)手指末端相對參考坐標系的位姿要求,推導出了機械手的逆運動學方程,求出了各個關(guān)節(jié)的運動參數(shù);應用雅可比矩陣分析機械手速度與相應關(guān)節(jié)速度之間的關(guān)系;通過控制系統(tǒng)來實現(xiàn)關(guān)節(jié)運動所需的運動參數(shù),進而實現(xiàn)機械手運動期望的位姿,為機械手的控制及實現(xiàn)抓取奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:With the rapid development of science and technology and the improvement of people's living standard, because the disabled attach great importance to prosthetic hand rehabilitation project and people are eager to free themselves from the harsh working environment, in recent years, Scientific and technological workers have achieved certain results in the research of manipulator. Although the developed humanoid manipulator can complete the grasping and operation of objects, it has some problems such as poor generality, high cost, complex control and so on. To a certain extent, the scope of use is limited. Based on the design principle of simple operation and low cost, it is necessary to develop a manipulator with low cost, simple control and small size. A humanoid manipulator with simple structure, small volume, simple control and low cost is designed by using the principle of underactuation, differential drive mechanism and single drive motor. The manipulator can realize the automatic control of the grasping force of each finger, and can automatically adjust the position and the grasping force of the finger when grabbing the object. First of all, through the domestic and foreign manipulator development status analysis and research, clear design task. The drive scheme and transmission mechanism of the manipulator are determined by comparing and analyzing the application of drive technology and transmission mechanism. Secondly, from the point of view of bionics and anatomy, the paper analyzes the structure and functional characteristics of the hand, which provides reliable design parameters and basis for the design of the robot hand attached to the shape. Based on this, the index finger of the robot hand with shape grabbing is completed. Detailed structural design of middle finger, ring finger, thumb and palm. Finally, the kinematics model of the manipulator is established by using D-H parameter method. According to the known kinematics parameters of each joint, the forward kinematics equation is derived. The position and orientation of the relative reference coordinate system at the end of the finger are obtained, and the inverse kinematics equation of the manipulator is derived according to the position and attitude requirement of the relative reference coordinate system of the end of the finger, and the kinematic parameters of each joint are obtained. The Jacobian matrix is used to analyze the relationship between the velocity of manipulator and the velocity of the corresponding joint, the motion parameters required for the motion of the manipulator are realized by the control system, and the position and pose of the manipulator's motion expectation are realized. It lays a foundation for the control of manipulator and the realization of grasping.
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP241

【參考文獻】

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本文編號：2117317