仿人多指靈巧手作為智能機器人的一種末端執(zhí)行器,具有獨特的仿人機械結(jié)構(gòu)和靈巧的操作性能,可完成對任意形狀物體的抓取,為人類的生產(chǎn)生活提供諸多便利。而靈巧手因其較多的自由度和抓取模式的多樣性,使得對目標物體的抓取規(guī)劃變得非常復(fù)雜。為使指靈巧手能夠在獲取物體的形狀頂點信息后成功抓取邊形物體,本文提出一種抓取規(guī)劃算法,該算法能夠以最小的作用力實現(xiàn)對物體的抓取,防止物體損壞,同時還可以抵抗已知的外力干擾。論文的主要內(nèi)容如下:以Barrett Hand靈巧手為研究對象,基于D-H法建立其正運動學、逆運動學模型,在此基礎(chǔ)上,采用拉格朗日方程對其動力學方程進行求解,得出關(guān)節(jié)處力矩與關(guān)節(jié)角位移、角速度和角加速度之間的關(guān)系。以單個手指為例進行仿真實驗,驗證了運動學正解與逆解以及動力學方程的準確性。在對靈巧手特點進行分析的基礎(chǔ)上,提出一種基于最大穩(wěn)定性的靈巧手抓取位置規(guī)劃算法。根據(jù)物體的形狀與靈巧手的手指數(shù)目,對抓取問題進行描述,并簡化抓取問題。提出物體特征平面的概念,基于原始接觸力螺旋以及力封閉模型及其相關(guān)理論,求解能夠使手指穩(wěn)定抓取物體的初始位置的算法。以最大內(nèi)切球法則作為抓取性能指標,以最大穩(wěn)定性為目... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 仿人多指靈巧手的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 仿人多指靈巧手的抓取規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.3.1 ―經(jīng)驗法‖的發(fā)展概況
        1.3.2 ―分析法‖的發(fā)展概況
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
2 仿人多指靈巧手的運動學與力學分析
    2.1 引言
    2.2 基于Barrett靈巧手的運動學與動力學建模
        2.2.1 Barrett靈巧手簡介
        2.2.2 基于Barrett靈巧手的運動學建模
        2.2.3 基于Barrett靈巧手的動力學建模
    2.3 仿真驗證
    2.4 本章小結(jié)
3 基于最大穩(wěn)定性的靈巧手抓取位置規(guī)劃
    3.1 引言
    3.2 問題描述
    3.3 原始接觸力螺旋及力封閉模型
    3.4 初始抓取位置規(guī)劃
    3.5 抓取穩(wěn)定性性能指標評價
    3.6 基于抓取性能指標的抓取位置優(yōu)化
    3.7 基于最大穩(wěn)定性的最優(yōu)抓取位置規(guī)劃算法
    3.8 計算實例
        3.8.1 平面物體抓取實例
        3.8.2 空間物體抓取實例
    3.9 本章小結(jié)
4 靈巧手的最小抓取作用力規(guī)劃
    4.1 引言
    4.2 基本概念
    4.3 手指作用力規(guī)劃算法的提出
        4.3.1 抓取力與操作力
        4.3.2 靈巧手手指作用力的計算
        4.3.3 最小手指作用力的計算
    4.4 計算實例
    4.5 本章小結(jié)
5 仿人多指靈巧手抓取規(guī)劃實驗與分析
    5.1 引言
    5.2 仿人多指靈巧手的仿真實驗
        5.2.1 仿真軟件概述
        5.2.2 仿真環(huán)境的建立
        5.2.3 仿真實驗及結(jié)果
    5.3 仿人多指靈巧手的抓取規(guī)劃實驗
        5.3.1 靈巧手抓取系統(tǒng)的設(shè)計和實驗
        5.3.2 Harris角點檢測
        5.3.3 抓取實驗
    5.5 實驗結(jié)果與分析
        5.5.1 實驗結(jié)果
        5.5.2 實驗結(jié)果分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]氣動機器人多指靈巧手——ZJUT Hand[J]. 王志恒,錢少明,楊慶華,鮑官軍,張立彬.  機器人. 2012(02)
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博士論文
[1]多智能體系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制中的若干問題研究[D]. 劉學良.華南理工大學 2012

碩士論文
[1]一種齒輪—腱欠驅(qū)式三指靈巧手的研制[D]. 溫禮剛.大連理工大學 2017
[2]機器人多指手的智能控制方法研究[D]. 馬志峰.南京航空航天大學 2006



本文編號：3161417