隨著新興的交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn),機器人手爪作為機器人系統(tǒng)中的重要組成部分,擔負了越來越復(fù)雜的工作任務(wù),也對其適應(yīng)性提出了更高的要求。相比于傳統(tǒng)的固定剛度手爪,剛度可調(diào)節(jié)的手爪同時具有剛性手爪和柔性手爪的優(yōu)勢,可以適應(yīng)更廣泛的抓取任務(wù)。同時,傳統(tǒng)機械臂上的末端夾持裝置,通常功能單一,僅有一種或極少的幾種抓取姿態(tài),難以很好的適應(yīng)不同類型的抓取需求。針對這種情況,本文設(shè)計了一種通過改變拮抗布置非線性彈簧初始壓縮量的剛度調(diào)節(jié)裝置,利用非線性彈簧剛度隨初始壓縮量而改變的特點,實現(xiàn)了變剛度功能。同時為了盡可能的縮小裝置體積,采用了電機復(fù)用的方案,利用系統(tǒng)原有的驅(qū)動器,在特殊位置調(diào)節(jié)剛度,實現(xiàn)剛度調(diào)節(jié)的情況下不增加驅(qū)動器數(shù)量。在此基礎(chǔ)上,分析人手的抓取姿態(tài),從功能出發(fā),通過增加手爪的對掌自由度,設(shè)計完成了可以實多種抓握姿態(tài)的機器人手爪裝置,一定程度上拓展了機械手爪的工作場景。同時,采用功能分區(qū)的理念,設(shè)計了二自由度和三自由度的手指連桿結(jié)構(gòu),依據(jù)手指的抓握功能和微調(diào)功能配置驅(qū)動器,合理的分配了電機的功率和速度,有助于縮小手爪體積,降低成本。并對手爪的單指進行了動運動學(xué)和靜力學(xué)的分析,計算工作空間并解算關(guān)節(jié)... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的來源及研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.3 變剛度手爪研究現(xiàn)狀
    1.4 抓取策略研究現(xiàn)狀
    1.5 課題主要研究內(nèi)容
第2章 變剛度結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 變剛度實現(xiàn)途徑
    2.3 手指變剛度方案設(shè)計
    2.4 截錐簧分析計算
    2.5 手指變剛度結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.6 本章小結(jié)
第3章 手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 抓取策略分析
    3.3 手爪方案設(shè)計
        3.3.1 欠驅(qū)動方案分析
        3.3.2 驅(qū)動器布置
        3.3.3 手指數(shù)量設(shè)計
        3.3.4 手爪自由度配置
    3.4 手指連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.4.1 二自由度連桿設(shè)計
        3.4.2 三自由度連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.4.3 驅(qū)動器位置解算
    3.5 手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.5.1 主要部件計算選型
        3.5.2 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第4章 變剛度手爪抓取策略及實現(xiàn)
    4.1 引言
    4.2 抓取邏輯分析
    4.3 抓取姿態(tài)分析
        4.3.1 垂直側(cè)捏
        4.3.2 相交捏取
        4.3.3 平行夾取
    4.4 抓取中的力控策略
    4.5 本章小結(jié)
第5章 平臺搭建及實驗研究
    5.1 引言
    5.2 實驗平臺的搭建
        5.2.1 機械結(jié)構(gòu)搭建
        5.2.2 硬件結(jié)構(gòu)搭建
        5.2.3 單片機程序設(shè)計
    5.3 剛度測量實驗
    5.4 指尖力控實驗
        5.4.1 位置控制替代實現(xiàn)指尖力控
        5.4.2 基于位置的阻抗力跟蹤實驗
    5.5 典型抓取策略實現(xiàn)
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果
致謝



本文編號：3665351