多指機(jī)械手是現(xiàn)代工業(yè)中較為常用的一種智能化機(jī)器人末端執(zhí)行器,一般與各式各樣的機(jī)械臂配合,代替人力勞動(dòng),廣泛應(yīng)用于加工、裝配和搬運(yùn)等工業(yè)過(guò)程中,其研究、設(shè)計(jì)與制造涉及了機(jī)械、材料、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等多門學(xué)科,是機(jī)器人領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究方向。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)多指機(jī)械手的要求也越來(lái)越高�，F(xiàn)階段對(duì)于機(jī)械手的研究與性能改善主要集中在兩個(gè)方面,機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng),前者是執(zhí)行工具,直接影響操作任務(wù)的執(zhí)行效果;后者是處理中樞,決定了機(jī)械手執(zhí)行任務(wù)的方式。本文的重點(diǎn)就是研究并設(shè)計(jì)一款多指機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)。首先,以應(yīng)用在零件裝配工藝過(guò)程中的多指機(jī)械手為研究對(duì)象,結(jié)合國(guó)內(nèi)外多指機(jī)械手研究現(xiàn)狀和各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo),對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的理論分析,確認(rèn)手指型式和機(jī)械手樣式。該模型通過(guò)連桿傳動(dòng)方式,降低控制難度;并采用欠驅(qū)動(dòng)模式,使用直流伺服電機(jī),在保證驅(qū)動(dòng)力的同時(shí),減小整個(gè)結(jié)構(gòu)的體積。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu),包括主要零部件的設(shè)計(jì)思路和詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙。其次,對(duì)所設(shè)計(jì)三指機(jī)械手的等效模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和靜力學(xué)分析,以保證手指運(yùn)動(dòng)軌跡的平滑和連續(xù),進(jìn)而確認(rèn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)范圍和運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí)根據(jù)目標(biāo)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意義
    1.3 多指機(jī)械手發(fā)展概述及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 多指機(jī)械手發(fā)展概述
        1.3.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)說(shuō)明
    1.5 論文組織及結(jié)構(gòu)安排
第2章 三指機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 機(jī)械手設(shè)計(jì)指標(biāo)分析
        2.1.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)及分析
        2.1.2 手指結(jié)構(gòu)分析
    2.2 多指機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)元素
        2.2.1 手指數(shù)目
        2.2.2 手指關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副型式
        2.2.3 手指相對(duì)位置
        2.2.4 手指關(guān)節(jié)尺寸和轉(zhuǎn)動(dòng)角范圍
        2.2.5 傳感器選用與布置
    2.3 手指?jìng)鲃?dòng)方式
        2.3.1 現(xiàn)有手指?jìng)鲃?dòng)方式
        2.3.2 手指連桿傳動(dòng)方式
    2.4 驅(qū)動(dòng)方式和驅(qū)動(dòng)電機(jī)選取
    2.5 機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.5.1 手指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.5.2 手掌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.5.3 手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.5.4 三指機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.5.5 機(jī)械手模型對(duì)比分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 單手指運(yùn)動(dòng)學(xué)建模分析與靜力學(xué)分析
    3.1 A類手指運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.1.1 A類手指D-H建模
        3.1.2 A類手指運(yùn)動(dòng)學(xué)模型正解
        3.1.3 A類手指運(yùn)動(dòng)軌跡分析
    3.2 B類手指運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.2.1 B類手指D-H建模
        3.2.2 B類手指運(yùn)動(dòng)學(xué)模型正解
        3.2.3 B類手指運(yùn)動(dòng)軌跡分析
    3.3 單手指靜力學(xué)分析
        3.3.1 A類手指靜力學(xué)分析
        3.3.2 B類手指靜力學(xué)分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 三指機(jī)械手抓取任務(wù)設(shè)計(jì)
    4.1 三指機(jī)械手的主要任務(wù)
    4.2 三指機(jī)械手抓取任務(wù)分類
        4.2.1 精細(xì)抓取
        4.2.2 包絡(luò)抓取
    4.3 機(jī)械手抓取性能分析
        4.3.1 抓取穩(wěn)定性指標(biāo)
        4.3.2 抓取靈巧性指標(biāo)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 三指機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.1 機(jī)械手柔順控制算法
        5.1.1 柔順控制算法分類
        5.1.2 力/位置混合控制算法
    5.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        5.2.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
        5.2.2 信號(hào)采集及處理電路
        5.2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
        5.2.4 通信電路
    5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        5.3.1 軟件控制方案設(shè)計(jì)
        5.3.2 主程序
        5.3.3 信號(hào)采集與處理
        5.3.4 通信程序
    5.4 機(jī)械手控制實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 機(jī)械手設(shè)計(jì)參數(shù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 機(jī)械手抓取穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
        5.4.3 機(jī)械手抓取靈巧性實(shí)驗(yàn)
        5.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]撿拾機(jī)器人機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真[J]. 周海波,張忠黨,劉振忠,陳睿,于恒彬.  機(jī)床與液壓. 2018(23)
[2]七自由度番茄收獲機(jī)械手的軌跡規(guī)劃與仿真[J]. 秦超,梁喜鳳,路杰,彭明,金超杞.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(07)
[3]典型機(jī)械手臂研究現(xiàn)狀綜述[J]. 寧致遠(yuǎn).  信息記錄材料. 2018(03)
[4]Shadow仿人靈巧手的有效操作空間分析[J]. 邱鵬飛,宋蘊(yùn)璞,何東偉,徐博銘.  機(jī)電一體化. 2018(01)
[5]基于模糊補(bǔ)償?shù)腞BF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)械手控制[J]. 毛潤(rùn),高宏力,宋興國(guó).  西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[6]新型具有力感知的柔性果蔬采摘機(jī)械手研究[J]. 肖英奎,李永強(qiáng),謝龍,付英達(dá).  農(nóng)機(jī)化研究. 2017(10)
[7]一種雙手爪擺動(dòng)機(jī)械手傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 強(qiáng)恒存,沈惠平,張有斌,孟慶梅,鄧嘉鳴,劉金石.  常州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[8]工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J]. 歐洋,高禎,李連強(qiáng).  工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2017(06)
[9]多指靈巧機(jī)械手機(jī)構(gòu)的開發(fā)現(xiàn)狀與趨勢(shì)研究[J]. 于楚泓.  科技展望. 2017(04)
[10]采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的多指機(jī)械手織物抓取規(guī)劃[J]. 張蕾,韋攀東,李鵬飛,王曉華,劉秀平.  紡織學(xué)報(bào). 2017(01)

碩士論文
[1]六自由度機(jī)械手臂的力/位混合控制[D]. 孫海波.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于DSP的機(jī)械手末端柔順系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 王志.安徽工程大學(xué) 2016
[3]仿人機(jī)器人欠驅(qū)動(dòng)靈巧手研究[D]. 卜奪奪.杭州電子科技大學(xué) 2012
[4]三指靈巧手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制實(shí)驗(yàn)[D]. 高鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[5]連桿驅(qū)動(dòng)式9自由度3指靈巧手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能研究[D]. 施建.燕山大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3713149