水下機器人智能手爪的控制系統(tǒng)研究.pdf

1、作為一種末端執(zhí)行機構(gòu)，機器人手爪通過模擬人手一些動作規(guī)律實現(xiàn)一些和人手相同或者近似的功能。為了控制機器手人爪有效完成預(yù)先設(shè)定的各種任務(wù)，在對任務(wù)需求進行具體分析基礎(chǔ)上合理設(shè)計手爪控制系統(tǒng)無疑有著非常重要的意義。本項研究主要針對水下環(huán)境中提高機器人手爪作業(yè)自主性的需求設(shè)計一套智能化的控制系統(tǒng)。
　　 在深水下作業(yè)時機器人手爪運動所需克服阻力遠遠大于在空氣中做相同運動的阻力，而在一般情況下手爪占用的空間大小是有嚴(yán)格要求的，因此機器人

2、手爪的驅(qū)動裝置需要能夠在占用很小空間的條件下提供盡可能大的驅(qū)動力以便于手爪能夠根據(jù)指令迅速響應(yīng)。由于具有的功率質(zhì)量比大、安裝布局靈活、運動與換向性能優(yōu)良等特點，液壓驅(qū)動方式被應(yīng)用于解決上述問題。本文論述的控制系統(tǒng)將不同類型的電液控制閥用于按照系統(tǒng)給出的指令完成對液壓回路中流體壓力、流向等量的控制。
　　 為了實現(xiàn)控制的自主性、提高控制的靈活性，手爪需要具備一定的對外部環(huán)境感知能力，在實時檢測到必要的環(huán)境參數(shù)基礎(chǔ)上根據(jù)這些數(shù)據(jù)做出

3、判斷，完成作業(yè)任務(wù)。在本文所述控制系統(tǒng)中，各種力傳感器采集的數(shù)據(jù)被用作最重要的閉環(huán)控制參考信息，在機器人手爪作業(yè)的整個過程中發(fā)揮重要作用，而超聲波傳感器、攝像頭、霍爾傳感器等采集的數(shù)據(jù)也在作業(yè)過程中作為輔助的參考信息影響系統(tǒng)控制決策。
　　 本文在分析機器人手爪作業(yè)任務(wù)的基礎(chǔ)上描述了控制系統(tǒng)的設(shè)計原理和實現(xiàn)方案：以利用電液閥控制的液壓驅(qū)動控制模塊和包括各種傳感器在內(nèi)的檢測模塊為基礎(chǔ)搭建控制系統(tǒng)硬件平臺；基于硬件平臺和控制策略編制