發(fā)布時(shí)間：2018-07-12 13:32

  本文選題：隨形抓取 + 機(jī)械手��； 參考：《蘭州交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,人們生活水平的提高,由于殘疾人對(duì)假肢手康復(fù)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(duì)機(jī)械手的研究取得一定的成果,研發(fā)出的擬人化機(jī)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(fù)雜等問題,在一定程度上限制了使用范圍�；谟脩粜枨蟆⒉僮骱�(jiǎn)單和低成本為設(shè)計(jì)的原則,研發(fā)一種成本低廉、控制簡(jiǎn)單、體積小、能夠?qū)崿F(xiàn)隨形抓取的機(jī)械手很有必要。運(yùn)用欠驅(qū)動(dòng)原理,采用差動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),單一驅(qū)動(dòng)電機(jī),設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、控制簡(jiǎn)單、成本低、具備隨形抓取能力的擬人化機(jī)械手。該機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)各手指抓取力大小的自動(dòng)控制,抓取物體時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)整位姿和手指抓取力的大小。首先,通過對(duì)國(guó)內(nèi)外機(jī)械手發(fā)展現(xiàn)狀的分析研究,明確設(shè)計(jì)任務(wù)。通過驅(qū)動(dòng)技術(shù)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案應(yīng)用的對(duì)比分析,確定了機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其次,從仿生學(xué)以及解剖學(xué)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(jī)械手的設(shè)計(jì)提供了可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)和依據(jù),并以此為依據(jù),完成了隨形抓取機(jī)械手的食指、中指、無名指、拇指以及手掌的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后,根椐設(shè)計(jì)的隨形抓取機(jī)械手的三維機(jī)構(gòu)模型,利用D-H參數(shù)法建立了隨形抓取機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,根據(jù)已知各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)參數(shù),推導(dǎo)出了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解方程,求出手指末端的相對(duì)參考坐標(biāo)系的位姿;根據(jù)手指末端相對(duì)參考坐標(biāo)系的位姿要求,推導(dǎo)出了機(jī)械手的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,求出了各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)參數(shù);應(yīng)用雅可比矩陣分析機(jī)械手速度與相應(yīng)關(guān)節(jié)速度之間的關(guān)系;通過控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)所需的運(yùn)動(dòng)參數(shù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)期望的位姿,為機(jī)械手的控制及實(shí)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(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP241

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2117317