多指機械手是現(xiàn)代工業(yè)中較為常用的一種智能化機器人末端執(zhí)行器,一般與各式各樣的機械臂配合,代替人力勞動,廣泛應(yīng)用于加工、裝配和搬運等工業(yè)過程中,其研究、設(shè)計與制造涉及了機械、材料、計算機、自動化等多門學(xué)科,是機器人領(lǐng)域中的一個重要研究方向。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對多指機械手的要求也越來越高�，F(xiàn)階段對于機械手的研究與性能改善主要集中在兩個方面,機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng),前者是執(zhí)行工具,直接影響操作任務(wù)的執(zhí)行效果;后者是處理中樞,決定了機械手執(zhí)行任務(wù)的方式。本文的重點就是研究并設(shè)計一款多指機械手的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)。首先,以應(yīng)用在零件裝配工藝過程中的多指機械手為研究對象,結(jié)合國內(nèi)外多指機械手研究現(xiàn)狀和各項設(shè)計指標,對其機械結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的理論分析,確認手指型式和機械手樣式。該模型通過連桿傳動方式,降低控制難度;并采用欠驅(qū)動模式,使用直流伺服電機,在保證驅(qū)動力的同時,減小整個結(jié)構(gòu)的體積。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計機械手的整體結(jié)構(gòu),包括主要零部件的設(shè)計思路和詳細設(shè)計圖紙。其次,對所設(shè)計三指機械手的等效模型進行運動學(xué)分析和靜力學(xué)分析,以保證手指運動軌跡的平滑和連續(xù),進而確認機械手的運動范圍和運動軌跡。同時根據(jù)目標... 

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意義
    1.3 多指機械手發(fā)展概述及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 多指機械手發(fā)展概述
        1.3.2 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點說明
    1.5 論文組織及結(jié)構(gòu)安排
第2章 三指機械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.1 機械手設(shè)計指標分析
        2.1.1 設(shè)計指標及分析
        2.1.2 手指結(jié)構(gòu)分析
    2.2 多指機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計元素
        2.2.1 手指數(shù)目
        2.2.2 手指關(guān)節(jié)運動副型式
        2.2.3 手指相對位置
        2.2.4 手指關(guān)節(jié)尺寸和轉(zhuǎn)動角范圍
        2.2.5 傳感器選用與布置
    2.3 手指傳動方式
        2.3.1 現(xiàn)有手指傳動方式
        2.3.2 手指連桿傳動方式
    2.4 驅(qū)動方式和驅(qū)動電機選取
    2.5 機械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.5.1 手指結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.5.2 手掌結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.5.3 手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.5.4 三指機械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.5.5 機械手模型對比分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 單手指運動學(xué)建模分析與靜力學(xué)分析
    3.1 A類手指運動學(xué)分析
        3.1.1 A類手指D-H建模
        3.1.2 A類手指運動學(xué)模型正解
        3.1.3 A類手指運動軌跡分析
    3.2 B類手指運動學(xué)分析
        3.2.1 B類手指D-H建模
        3.2.2 B類手指運動學(xué)模型正解
        3.2.3 B類手指運動軌跡分析
    3.3 單手指靜力學(xué)分析
        3.3.1 A類手指靜力學(xué)分析
        3.3.2 B類手指靜力學(xué)分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 三指機械手抓取任務(wù)設(shè)計
    4.1 三指機械手的主要任務(wù)
    4.2 三指機械手抓取任務(wù)分類
        4.2.1 精細抓取
        4.2.2 包絡(luò)抓取
    4.3 機械手抓取性能分析
        4.3.1 抓取穩(wěn)定性指標
        4.3.2 抓取靈巧性指標
    4.4 本章小結(jié)
第5章 三指機械手控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
    5.1 機械手柔順控制算法
        5.1.1 柔順控制算法分類
        5.1.2 力/位置混合控制算法
    5.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
        5.2.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計
        5.2.2 信號采集及處理電路
        5.2.3 電機驅(qū)動電路
        5.2.4 通信電路
    5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
        5.3.1 軟件控制方案設(shè)計
        5.3.2 主程序
        5.3.3 信號采集與處理
        5.3.4 通信程序
    5.4 機械手控制實驗
        5.4.1 機械手設(shè)計參數(shù)驗證實驗
        5.4.2 機械手抓取穩(wěn)定性實驗
        5.4.3 機械手抓取靈巧性實驗
        5.4.4 實驗結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]典型機械手臂研究現(xiàn)狀綜述[J]. 寧致遠.  信息記錄材料. 2018(03)
[4]Shadow仿人靈巧手的有效操作空間分析[J]. 邱鵬飛,宋蘊璞,何東偉,徐博銘.  機電一體化. 2018(01)
[5]基于模糊補償?shù)腞BF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機械手控制[J]. 毛潤,高宏力,宋興國.  西南交通大學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[6]新型具有力感知的柔性果蔬采摘機械手研究[J]. 肖英奎,李永強,謝龍,付英達.  農(nóng)機化研究. 2017(10)
[7]一種雙手爪擺動機械手傳動機構(gòu)及優(yōu)化設(shè)計[J]. 強恒存,沈惠平,張有斌,孟慶梅,鄧嘉鳴,劉金石.  常州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(04)
[8]工業(yè)機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J]. 歐洋,高禎,李連強.  工業(yè)控制計算機. 2017(06)
[9]多指靈巧機械手機構(gòu)的開發(fā)現(xiàn)狀與趨勢研究[J]. 于楚泓.  科技展望. 2017(04)
[10]采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的多指機械手織物抓取規(guī)劃[J]. 張蕾,韋攀東,李鵬飛,王曉華,劉秀平.  紡織學(xué)報. 2017(01)

碩士論文
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[2]基于DSP的機械手末端柔順系統(tǒng)設(shè)計[D]. 王志.安徽工程大學(xué) 2016
[3]仿人機器人欠驅(qū)動靈巧手研究[D]. 卜奪奪.杭州電子科技大學(xué) 2012
[4]三指靈巧手結(jié)構(gòu)設(shè)計與控制實驗[D]. 高鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[5]連桿驅(qū)動式9自由度3指靈巧手的結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能研究[D]. 施建.燕山大學(xué) 2003



本文編號：3713149