基于數(shù)據(jù)手套的靈巧手抓取操作及阻抗控制的研究.pdf

1、圖書(shū)分類號(hào)：TP244.2學(xué)校代碼：10213U.D.C.:681.568.74密級(jí)：公開(kāi)碩士學(xué)位論文基于數(shù)據(jù)手套的靈巧手抓取操作及阻抗控制的研究碩士研究生：唐肖云導(dǎo)師：蔡鶴皋教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械電子工程所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：2010年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要靈巧手的研究已經(jīng)成為當(dāng)前機(jī)器人技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一，是我國(guó)正在發(fā)展中的智能太空機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)之一，而靈巧手及其操

2、作對(duì)于空間機(jī)器人的工作能力具有重要意義。本文結(jié)合國(guó)家科技部“863”計(jì)劃的研究項(xiàng)目“新一代五指仿人靈巧手及其協(xié)調(diào)控制的研究”（課題編號(hào)：2006AA04Z255），以HITDLRII五指靈巧手為平臺(tái)，建立人手與靈巧手的運(yùn)動(dòng)映射關(guān)系，利用改進(jìn)的EANFIS模型進(jìn)行抓取模型的位姿重建，接著提出一種具有非線性補(bǔ)償?shù)淖杩箍刂扑惴?，并分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文針對(duì)人手及HITDLRII五指靈巧手的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分別建立了人手和靈巧手的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，分析了人

3、手模型和靈巧手模型的結(jié)構(gòu)差異及其造成的映射困難。并利用一種改進(jìn)的基于指尖位置的運(yùn)動(dòng)映射方法，提高了人手和HITDLRII五指靈巧手的指尖映射能力。并對(duì)映射算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明基于數(shù)據(jù)手套的人手指尖運(yùn)動(dòng)能夠很好的映射到靈巧手指尖位置，進(jìn)而保證了靈巧手抓取物體的準(zhǔn)確性。上述的映射盡管能夠保證靈巧手能夠擬合人手的運(yùn)動(dòng)，但是由于數(shù)據(jù)手套的傳感器誤差過(guò)大，致使當(dāng)人手抓取物體時(shí)，靈巧手通過(guò)上述的映射方法僅能得到物體的“粗位置”。為了保證靈巧

4、手抓取物體的穩(wěn)定性，利用改進(jìn)的EANFIS模型對(duì)抓取物體的形狀和位姿進(jìn)行重構(gòu)。利用人手抓取物體時(shí)指尖映射到靈巧手的指尖笛卡爾坐標(biāo)值作為混合智能模型的輸入，進(jìn)而快速準(zhǔn)確地重構(gòu)出被抓取物體的數(shù)學(xué)模型，得到抓握物體的“精位置”實(shí)現(xiàn)靈巧手的穩(wěn)定抓取。針對(duì)HITDLRII五指靈巧手的抓取特點(diǎn)，在基于位置的阻抗控制算法基礎(chǔ)上，提出了一種具有手指的重力補(bǔ)償、摩擦補(bǔ)償?shù)淖杩箍刂扑惴?，為了克服靈巧手手指同硬質(zhì)物體接觸而出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)不確定因素，采用擴(kuò)展卡爾曼