【摘要】：機(jī)械手作為智能機(jī)器人與周圍環(huán)境交互的一個主要接口,其重要性不言而喻。對于工作在非結(jié)構(gòu)環(huán)境中的放射源智能處置機(jī)器人,能否成功抓取并處理放射源物體才是任務(wù)是否成功的關(guān)鍵。全驅(qū)動機(jī)械手驅(qū)動單元多,控制復(fù)雜且難于對其進(jìn)行輻射防護(hù);而欠驅(qū)動機(jī)械手由于其優(yōu)良的物體包絡(luò)性,導(dǎo)致其喪失手指運(yùn)動的靈活性,不能完成精確抓取。為了解決上述矛盾,本文設(shè)計了一種特殊機(jī)構(gòu),使機(jī)械手能夠兼具物體包絡(luò)性和手指靈活性,并開展了機(jī)械手優(yōu)化、設(shè)計等相關(guān)研究。本文首先建立機(jī)械手抓取模型和物體模型,提出所要優(yōu)化設(shè)計的結(jié)構(gòu)參數(shù)。針對抓取質(zhì)量多個影響因素,分別提出抓取穩(wěn)定性指標(biāo)、抓取位置敏感度指標(biāo)、傳遞比指標(biāo)和各項(xiàng)同性指標(biāo),進(jìn)而綜合上述指標(biāo)提出無量綱綜合評價指標(biāo)用于評價機(jī)械手的抓取質(zhì)量�；贛ATLAB機(jī)器人工具箱和本文提出的機(jī)械手優(yōu)化設(shè)計算法,本文建立仿真環(huán)境并進(jìn)行機(jī)械手機(jī)構(gòu)參數(shù)化仿真,為機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論基礎(chǔ)�；谏鲜鼋Y(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果并結(jié)合本課題對機(jī)械手的設(shè)計要求,本文對機(jī)械手進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先分析機(jī)械手的功能需求,確定其基本配置;進(jìn)而基于模塊化設(shè)計思想,設(shè)計手指模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊等結(jié)構(gòu)功能塊。為了彌補(bǔ)手指欠驅(qū)動特性導(dǎo)致的手指靈活性缺失,本文創(chuàng)新提出一種基于記憶合金的關(guān)節(jié)鎖緊機(jī)構(gòu)用以提高機(jī)械手抓取能力;最后對關(guān)鍵零部件進(jìn)行計算和選型。基于機(jī)械手本身的結(jié)構(gòu)特性和抓取任務(wù)的要求,本文針對六種常規(guī)物體進(jìn)行抓取規(guī)劃;并且為了增加機(jī)械手的抓取適用場合,本文針對一類常規(guī)捏取規(guī)劃不能成功捏取的小尺寸抓取目標(biāo),進(jìn)行一種指尖滾動捏取規(guī)劃。之后基于Elmo驅(qū)動器模塊,對機(jī)械手驅(qū)動電路進(jìn)行硬件設(shè)計。最后基于Beck Hoff控制器和Ether CAT總線通訊,搭建本課題欠驅(qū)動機(jī)械手抓取實(shí)驗(yàn)平臺。將機(jī)械手安裝在UR機(jī)械臂上,設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究指節(jié)輸出力和機(jī)械手最大抓取力,并證明了關(guān)節(jié)鎖緊機(jī)構(gòu)和抓取規(guī)劃方法的實(shí)用性;最后,通過抓取不同尺寸、形狀和質(zhì)量的物體,驗(yàn)證機(jī)械手抓取靈活性和抓取形狀自適應(yīng)性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP241

【參考文獻(xiàn)】

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1 蘇衍宇;欠驅(qū)動機(jī)械手及其抓取方法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 胡海鷹;HIT/DLR機(jī)器人靈巧手遙操作系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

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1 林龍賢;果蔬采摘欠驅(qū)動機(jī)械手爪研究[D];浙江大學(xué);2013年

2 潘孝業(yè);欠驅(qū)動多指手的設(shè)計及抓取力分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江理工大學(xué);2012年

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本文編號：2535883