多指靈巧手抓取運動規(guī)劃的研究.pdf

1、科技的進步，自動化生產(chǎn)的需求，共同促進了機器人技術(shù)的飛速發(fā)展，結(jié)構(gòu)和功能都與人手極為相似的仿人多指靈巧手的設(shè)計與研究更是引起了相關(guān)專家學者的廣泛關(guān)注。建立一定的抓取運動規(guī)劃可以實現(xiàn)仿人靈巧手像人手一樣靈巧地抓持不同形狀大小的物體，因此本文針對靈巧手的抓取運動規(guī)劃問題進行了分析與研究。
　　首先根據(jù)自行設(shè)計的 HAUST仿人靈巧手的結(jié)構(gòu)特點，分析計算了靈巧手抓取過程中的運動學和靜力學問題，基于 Matlab對靈巧手的工作空間進行仿真

2、分析，得出了靈巧手可抓取的工作范圍，為抓取運動規(guī)劃提供了理論依據(jù)；通過分析靈巧手的靜力學問題，得出了靈巧手各關(guān)節(jié)驅(qū)動力與指端對物體施加的力的關(guān)系。
　　其次在對靈巧手抓取性能分析的基礎(chǔ)上，建立了適合 HAUST靈巧手的抓取模式分類，確定了抓取性能評價指標，并分析了最佳接觸點位置和最優(yōu)抓取構(gòu)型選擇的方法。本文采用了主從控制與自主控制相結(jié)合的抓取運動控制方式，將靈巧手的整個抓取運動分兩步進行：從零位到臨近接觸點狀態(tài)，借助數(shù)據(jù)手套將人手

3、運動映射給靈巧手運動，使靈巧手在主從控制模式下完成抓?。慌R近點到接觸點狀態(tài)，由單片機控制系統(tǒng)控制靈巧手自主完成抓取運動。
　　最后構(gòu)建靈巧手抓取運動控制平臺，包括基于數(shù)據(jù)手套信息采集的主從運動控制平臺和基于單片機的自主控制平臺。利用 C++builder設(shè)計人機交互測控系統(tǒng)界面，實現(xiàn)手指各關(guān)節(jié)角度和指端力的動態(tài)變換曲線顯示、數(shù)據(jù)通訊、主從控制與運動規(guī)劃等功能；基于 F040單片機開發(fā)手指控制系統(tǒng)，實現(xiàn)關(guān)節(jié)角度和指端力的動態(tài)檢測、自