基于虛擬樣機(jī)的液壓全驅(qū)多指手的設(shè)計(jì)與仿真研究.pdf

1、多指靈巧手作為工業(yè)機(jī)器人與外界進(jìn)行作用的最后執(zhí)行元件，其抓取和操作的研究已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)器人領(lǐng)域中一個(gè)重要的研究主題。目前由于驅(qū)動(dòng)方式和動(dòng)力裝置的限制，造成多指手的端面負(fù)載能力有限，只能抓起很小、很輕的物體，多指手的應(yīng)用還停留在實(shí)驗(yàn)室研究開(kāi)發(fā)階段；因此，選擇合適的驅(qū)動(dòng)方式對(duì)多指手的工業(yè)實(shí)用性能和操作可行性具有決定性意義。
　　為了解決手指在體積、負(fù)載、驅(qū)動(dòng)和控制之間的矛盾，本課題以機(jī)器人多指手為研究對(duì)象，在對(duì)國(guó)內(nèi)外多指手研究現(xiàn)狀分析

2、基礎(chǔ)上，從機(jī)構(gòu)學(xué)入手，采用串聯(lián)四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)液壓全驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)的研究，旨在解決多指手體積與負(fù)載能力之間的矛盾，并對(duì)為提供穩(wěn)定精準(zhǔn)抓取而采取的控制方案進(jìn)行探究。
　　論文首先在對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)比分析以及傳動(dòng)方式研究基礎(chǔ)上，將基于連桿的可變四邊形機(jī)構(gòu)和液壓驅(qū)動(dòng)器集成在手指上，提出了基于液壓全驅(qū)動(dòng)的多指手設(shè)計(jì)方案與機(jī)械結(jié)構(gòu)模型；然后對(duì)多指手單指機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模分析，推導(dǎo)出手指關(guān)節(jié)角與液壓缸行程的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，

3、并利用MATLAB計(jì)算出指端包絡(luò)空間。
　　其次，根據(jù)抓取操作的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了手指機(jī)構(gòu)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了多指手抓取過(guò)程中的液壓原理，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇了相應(yīng)的液壓元器件。為簡(jiǎn)化分析，根據(jù)抓取控制策略將手指機(jī)構(gòu)整體液壓系統(tǒng)劃分基于位置控制與力控制的兩個(gè)簡(jiǎn)化子系統(tǒng)，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；在獲得液壓參數(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)各子系統(tǒng)的液壓動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析。為改善手指機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)控制性能，引入PID控制器進(jìn)行校正調(diào)節(jié)。
　　最后，利用