仿生手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抓握控制研究.pdf

1、隨著社會(huì)的進(jìn)步和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)仿生靈巧手的關(guān)注越來(lái)越重視。本文依據(jù)人體仿生學(xué)、機(jī)器人學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)、計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)，研制了一套新型的仿生手。它既可以用在機(jī)器人末端做執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也可以用在被截肢患者手臂上，滿足日常生活需求。
　　首先，本文綜述了國(guó)內(nèi)外仿生靈巧手的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了仿生手的優(yōu)點(diǎn)與不足，通過(guò)比較現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)方式，計(jì)算傳動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，確定了傳動(dòng)方式。再依據(jù)成年人手的生理結(jié)構(gòu)和仿生學(xué)設(shè)計(jì)了仿生手的機(jī)械結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)采用模塊

2、化設(shè)計(jì)，包括五指模塊和手掌模塊，尺寸與成年人手接近，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧靈活、成本低的特點(diǎn)。
　　其次，對(duì)仿生手進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和分析。利用D-H法建立仿生手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，得出正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；分析了仿生手的工作空間和抓握范圍；應(yīng)用拉格朗日法建立動(dòng)力學(xué)模型并對(duì)其進(jìn)行靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，為仿真和控制提供理論依據(jù)。
　　然后，對(duì)仿生手進(jìn)行仿真，包括動(dòng)作仿真和抓握仿真，驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)的合理性、工作空間和運(yùn)動(dòng)性能。同時(shí)進(jìn)行了單根手指的PID控制，