一種繩驅(qū)式欠驅(qū)動(dòng)三指靈巧手的研究.pdf

1、末端機(jī)械手作為機(jī)器人直接與環(huán)境接觸的工具，是各類機(jī)器人極其重要的組成部分，欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手由于其能以較少的驅(qū)動(dòng)元件同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)自由度，具有較好的形狀自適應(yīng)性，同時(shí)控制簡(jiǎn)單，近年來(lái)已成為機(jī)器人領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。而在核事故環(huán)境下進(jìn)行救災(zāi)作業(yè)的任務(wù)，又對(duì)機(jī)械手提出了更高的要求，包括抓取可靠、便于核防護(hù)、易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作、重量盡可能輕等。因此，對(duì)欠驅(qū)動(dòng)靈巧手進(jìn)行研究具有重要的意義。
　　本文針對(duì)核事故救災(zāi)的具體作業(yè)任務(wù)，同時(shí)在考慮核事故復(fù)雜苛刻

2、的環(huán)境條件下，提出一種繩驅(qū)式欠驅(qū)動(dòng)三指靈巧手的設(shè)計(jì)方案，能夠通過(guò)單電機(jī)驅(qū)動(dòng)整個(gè)靈巧手（共6個(gè)自由度）實(shí)現(xiàn)抓取操作，靈巧手能夠自適應(yīng)各種不同形狀的物體，并且抓取可靠，具備很好的形封閉特性。利用SOLIDWORK軟件建立欠驅(qū)動(dòng)靈巧手的三維模型，并對(duì)靈巧手進(jìn)行詳細(xì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　對(duì)欠驅(qū)動(dòng)靈巧手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，利用坐標(biāo)變換矩陣，建立靈巧手末端接觸坐標(biāo)系和手掌基坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系，推導(dǎo)靈巧手手指末端的位置方程，進(jìn)一步得出靈巧手的工作

3、空間；建立欠驅(qū)動(dòng)靈巧手的抓取靜力學(xué)模型，得出抓取物體時(shí)手指和物體之間接觸力的表達(dá)式，獲得影響手指抓取力的參數(shù)；同時(shí)對(duì)欠驅(qū)動(dòng)手指進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得出手指各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力矩和各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，為靈巧手的控制奠定基礎(chǔ)。
　　針對(duì)靈巧手需要完成的典型作業(yè)任務(wù)——開門，對(duì)靈巧手抓取門把手的不同形態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析，以靈巧手受力較小、各指節(jié)受力較均勻?yàn)槟繕?biāo)，獲得靈巧手抓握門把手的優(yōu)化范圍；對(duì)直接影響靈巧手設(shè)計(jì)性能好壞的兩項(xiàng)主要參數(shù)——各關(guān)節(jié)滑輪半