變掌式欠驅(qū)動機械手的研究與設(shè)計.pdf

1、作為先進機器人的末端執(zhí)行器,多指靈巧手的研制成為熱門。目前在靈巧機械手的研制過程中,最為重要的任務(wù)仍然是解決機械手的驅(qū)動與控制問題。傳統(tǒng)機械手的控制策略集中了信息科學、控制學、電子學等領(lǐng)域的知識,使機械手的控制策略顯得復雜而龐大。本文研究了一種基于欠驅(qū)動機構(gòu)原理工作的機械手,該機械手僅依靠機構(gòu)學領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)知識解決了多自由度靈巧手的控制問題。此外,針對目前多數(shù)機械手采用的將手指直接固定在一個剛性體上的設(shè)計方法,本文設(shè)計了一種可“變形”的

2、手掌機構(gòu),該手掌機構(gòu)可實現(xiàn)對手指抓取初始位姿的調(diào)整,從而具有更強的自適應(yīng)能力。機械手由新型三自由度差動電機驅(qū)動,具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、出力大、控制容易、成本低廉等特點。
　　 本文首先根據(jù)欠驅(qū)動機構(gòu)的原理對機械手指的工作原理和特點做了詳細的分析,為欠驅(qū)動連桿機械手指的設(shè)計提供了理論依據(jù)。為了研究基于連桿機構(gòu)的欠驅(qū)動手指的工作特性,本文選擇三自由度的欠驅(qū)動手指對其進行運動學和靜力學分析,從而確定影響欠驅(qū)動機械手性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

3、r>　　 其次使用三維建模工具Pro/E軟件對機械手各主要零部件進行了詳細的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計,根據(jù)機械手的結(jié)構(gòu)特點和功能要求,合理訂制其安裝順序,并最終建立了欠驅(qū)動機械手的三維實體模型,使機械手的功能得到虛擬實現(xiàn)。
　　 最后使用ADAMS仿真工具建立機械手的樣機模型,并對虛擬樣機進行了相應(yīng)的仿真分析。通過分析機械手在抓取不同尺寸和形狀物體時的仿真結(jié)果,驗證了多自由度欠驅(qū)動機械手設(shè)計方案的可行性,調(diào)試出機械手在抓取不同物體時各關(guān)