多指靈巧手抓取運(yùn)動規(guī)劃的研究.pdf

1、科技的進(jìn)步，自動化生產(chǎn)的需求，共同促進(jìn)了機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，結(jié)構(gòu)和功能都與人手極為相似的仿人多指靈巧手的設(shè)計(jì)與研究更是引起了相關(guān)專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。建立一定的抓取運(yùn)動規(guī)劃可以實(shí)現(xiàn)仿人靈巧手像人手一樣靈巧地抓持不同形狀大小的物體，因此本文針對靈巧手的抓取運(yùn)動規(guī)劃問題進(jìn)行了分析與研究。
　　首先根據(jù)自行設(shè)計(jì)的 HAUST仿人靈巧手的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析計(jì)算了靈巧手抓取過程中的運(yùn)動學(xué)和靜力學(xué)問題，基于 Matlab對靈巧手的工作空間進(jìn)行仿真

2、分析，得出了靈巧手可抓取的工作范圍，為抓取運(yùn)動規(guī)劃提供了理論依據(jù)；通過分析靈巧手的靜力學(xué)問題，得出了靈巧手各關(guān)節(jié)驅(qū)動力與指端對物體施加的力的關(guān)系。
　　其次在對靈巧手抓取性能分析的基礎(chǔ)上，建立了適合 HAUST靈巧手的抓取模式分類，確定了抓取性能評價(jià)指標(biāo)，并分析了最佳接觸點(diǎn)位置和最優(yōu)抓取構(gòu)型選擇的方法。本文采用了主從控制與自主控制相結(jié)合的抓取運(yùn)動控制方式，將靈巧手的整個(gè)抓取運(yùn)動分兩步進(jìn)行：從零位到臨近接觸點(diǎn)狀態(tài)，借助數(shù)據(jù)手套將人手

3、運(yùn)動映射給靈巧手運(yùn)動，使靈巧手在主從控制模式下完成抓取；臨近點(diǎn)到接觸點(diǎn)狀態(tài)，由單片機(jī)控制系統(tǒng)控制靈巧手自主完成抓取運(yùn)動。
　　最后構(gòu)建靈巧手抓取運(yùn)動控制平臺，包括基于數(shù)據(jù)手套信息采集的主從運(yùn)動控制平臺和基于單片機(jī)的自主控制平臺。利用 C++builder設(shè)計(jì)人機(jī)交互測控系統(tǒng)界面，實(shí)現(xiàn)手指各關(guān)節(jié)角度和指端力的動態(tài)變換曲線顯示、數(shù)據(jù)通訊、主從控制與運(yùn)動規(guī)劃等功能；基于 F040單片機(jī)開發(fā)手指控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)角度和指端力的動態(tài)檢測、自