一種繩驅(qū)式欠驅(qū)動三指靈巧手的研究.pdf

1、末端機械手作為機器人直接與環(huán)境接觸的工具，是各類機器人極其重要的組成部分，欠驅(qū)動機械手由于其能以較少的驅(qū)動元件同時驅(qū)動多個自由度，具有較好的形狀自適應(yīng)性，同時控制簡單，近年來已成為機器人領(lǐng)域研究的熱點。而在核事故環(huán)境下進行救災(zāi)作業(yè)的任務(wù)，又對機械手提出了更高的要求，包括抓取可靠、便于核防護、易實現(xiàn)遠距離操作、重量盡可能輕等。因此，對欠驅(qū)動靈巧手進行研究具有重要的意義。
　　本文針對核事故救災(zāi)的具體作業(yè)任務(wù)，同時在考慮核事故復(fù)雜苛刻

2、的環(huán)境條件下，提出一種繩驅(qū)式欠驅(qū)動三指靈巧手的設(shè)計方案，能夠通過單電機驅(qū)動整個靈巧手（共6個自由度）實現(xiàn)抓取操作，靈巧手能夠自適應(yīng)各種不同形狀的物體，并且抓取可靠，具備很好的形封閉特性。利用SOLIDWORK軟件建立欠驅(qū)動靈巧手的三維模型，并對靈巧手進行詳細的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　對欠驅(qū)動靈巧手進行運動學分析，利用坐標變換矩陣，建立靈巧手末端接觸坐標系和手掌基坐標系之間的變換關(guān)系，推導(dǎo)靈巧手手指末端的位置方程，進一步得出靈巧手的工作

3、空間；建立欠驅(qū)動靈巧手的抓取靜力學模型，得出抓取物體時手指和物體之間接觸力的表達式，獲得影響手指抓取力的參數(shù)；同時對欠驅(qū)動手指進行動力學分析，得出手指各關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩和各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，為靈巧手的控制奠定基礎(chǔ)。
　　針對靈巧手需要完成的典型作業(yè)任務(wù)——開門，對靈巧手抓取門把手的不同形態(tài)進行對比分析，以靈巧手受力較小、各指節(jié)受力較均勻為目標，獲得靈巧手抓握門把手的優(yōu)化范圍；對直接影響靈巧手設(shè)計性能好壞的兩項主要參數(shù)——各關(guān)節(jié)滑輪半