TJU-KCL變胞四指靈巧手運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與控制系統(tǒng)搭建.pdf

1、目前靈巧手的發(fā)展主要集中在控制系統(tǒng)智能化方面，對(duì)多指領(lǐng)靈巧手新構(gòu)型的研究相對(duì)較少，同時(shí)服務(wù)機(jī)器人的興起也對(duì)多指靈巧手提出新的要求。本文研究的TJU/KCL變胞四指靈巧手是一種與其他任何多指靈巧手有著本質(zhì)不同的新型多指靈巧手，通過引入一個(gè)可重構(gòu)的手掌來(lái)增加其靈活性和對(duì)不同操作任務(wù)的適應(yīng)性，但同時(shí)也增加了其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的難度。作為一種新型的變胞多指靈巧手，目前對(duì)其的分析研究還處于初步階段，基于此事實(shí)，本文主要開展的工作和取得的成果主要包括以下

2、幾個(gè)方面：
　　(1)分別采用幾何法和約束方程法對(duì)可重構(gòu)手掌進(jìn)行幾何約束分析，包括正向幾何約束分析和逆向幾何約束分析；采用矢量法對(duì)可重構(gòu)手掌進(jìn)行速度約束分析，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究手掌構(gòu)成奇異的數(shù)學(xué)條件，并獲取了手掌的全部奇異構(gòu)型，包括串聯(lián)奇異構(gòu)型、并聯(lián)奇異構(gòu)型和混聯(lián)奇異構(gòu)型。
　　(2)針對(duì)TJU/KCL變胞四指靈巧手，提出一種基于手掌約束的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模方法，該方法對(duì)混聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析具有指導(dǎo)意義。在逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)建模時(shí)，首先

3、選取手掌支鏈相對(duì)簡(jiǎn)單的手指進(jìn)行分析，然后利用手掌本身的約束，再對(duì)其他支鏈復(fù)雜的手指進(jìn)行分析，大大簡(jiǎn)化了逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)的求解過程，并得到形式簡(jiǎn)潔的解析解。
　　(3)研究TJU/KCL變胞手的手掌工作空間和引入可重構(gòu)手掌后增廣的手指工作空間，展示引入可重構(gòu)手掌的意義與優(yōu)勢(shì)。
　　(4)建立TJU/KCL變胞手的抓持映射，推導(dǎo)出TJU/KCL變胞手基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的抓持約束方程。
　　(5)成功搭建TJU/KCL變胞手的控制系統(tǒng)，包