隨形抓取機(jī)械手的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們生活水平的提高，由于殘疾人對假肢手康復(fù)工程的高度重視和人們急于從惡劣的工作環(huán)境中解放出來，近年來，科技工作者對機(jī)械手的研究取得一定的成果，研發(fā)出的擬人化機(jī)械手雖然能完成物體的抓取和操作，但存在通用性差、成本高、控制復(fù)雜等問題，在一定程度上限制了使用范圍。基于用戶需求、操作簡單和低成本為設(shè)計(jì)的原則，研發(fā)一種成本低廉、控制簡單、體積小、能夠?qū)崿F(xiàn)隨形抓取的機(jī)械手很有必要。
　　運(yùn)用欠驅(qū)動(dòng)原理，采用差動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

2、，單一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小、控制簡單、成本低、具備隨形抓取能力的擬人化機(jī)械手。該機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)各手指抓取力大小的自動(dòng)控制，抓取物體時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)整位姿和手指抓取力的大小。
　　首先，通過對國內(nèi)外機(jī)械手發(fā)展現(xiàn)狀的分析研究，明確設(shè)計(jì)任務(wù)。通過驅(qū)動(dòng)技術(shù)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案應(yīng)用的對比分析，確定了機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其次，從仿生學(xué)以及解剖學(xué)的角度出發(fā)，分析了人手結(jié)構(gòu)和功能特征，為隨形抓取機(jī)械手的設(shè)計(jì)提供了可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)和依據(jù)

3、，并以此為依據(jù)，完成了隨形抓取機(jī)械手的食指、中指、無名指、拇指以及手掌的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后，根椐設(shè)計(jì)的隨形抓取機(jī)械手的三維機(jī)構(gòu)模型，利用D-H參數(shù)法建立了隨形抓取機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，根據(jù)已知各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，推導(dǎo)出了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解方程，求出手指末端的相對參考坐標(biāo)系的位姿;根據(jù)手指末端相對參考坐標(biāo)系的位姿要求，推導(dǎo)出了機(jī)械手的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，求出了各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)參數(shù);應(yīng)用雅可比矩陣分析機(jī)械手速度與相應(yīng)關(guān)節(jié)速度之間的關(guān)系;通過控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)運(yùn)