仿人機械手結(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)研究.pdf

1、仿人機械手從假肢起源，經(jīng)歷了若干代的發(fā)展，現(xiàn)在已進入相對成熟的發(fā)展階段，它是一個高度集成化和智能化的機電一體化系統(tǒng)。作為仿人機器人的末端執(zhí)行器，仿人機械手結(jié)構(gòu)的設(shè)計可以比人手更為強壯，動作更為迅速，但就任務(wù)執(zhí)行的廣泛性和復(fù)雜性來說，由于驅(qū)動器、傳感器以及控制策略等方面的限制，其尚不能與人手的靈巧操作能力相匹敵。因此，仿人機械手在對人手外觀、結(jié)構(gòu)以及抓取操作的模仿之外，更需要結(jié)合其優(yōu)勢，針對能夠保證操作任務(wù)順利進行的控制系統(tǒng)進行研究。本文

2、從以下幾個方面進行了研究：
　　設(shè)計了仿人機械手的模塊化結(jié)構(gòu)，對其做了手指運動學(xué)和靜力學(xué)以及工作空間分析，并進行了仿真分析，結(jié)果表明：該仿人機械手具有良好的機械結(jié)構(gòu)性能和具備較大的抓握空間，能夠滿足設(shè)計目標。
　　給出了仿人機械手總體控制方案，對 DSP芯片、復(fù)雜可編程邏輯器件 CPLD、電源芯片、傳感芯片等主要硬件進行了分析與選型，并對電源模塊、電機驅(qū)動模塊、通訊模塊和傳感信號處理模塊等主要子系統(tǒng)硬件電路進行了設(shè)計。

3、>　　結(jié)合次勝者受懲罰(RPCL)算法和遞歸最小二乘(ROLS)算法，改進了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；建立了單手指神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)特性模型，并設(shè)計了控制器，經(jīng)穩(wěn)定性理論分析和仿真可知：該控制方法是穩(wěn)定的，具有很小的跟蹤誤差，并且能夠有效地控制未知的非線性動態(tài)系統(tǒng)和外界干擾。
　　構(gòu)建了控制系統(tǒng)軟件總體及其主要模塊框架，搭建了仿人機械手實驗平臺，并開展了單手指以及整手抓取控制實驗，結(jié)果表明：該仿人機械手具有良好的單手指控制性能且具備較好的某一物