三指灵巧手手指及其抓取运动规划的研究.pdf

‘泛应用,作为机器人与环境相互作用的最后执行者,多指灵巧手的工作能力被提到了新的高度。本文对多指灵巧手的研究文献进行分析和综述,对多指灵巧手的结构优化设计及轨迹规划问题进行了研究。从仿生学的角度出发,采用拟人法对多指灵巧手的结构型式进行了优化分析,得出了包括一个手掌,三个手指,九个回转关节的灵巧手结构。引进优化设汁方法,以工作空间等为优化目标,对灵巧手结构参数进行了优化,最后对灵巧手进行了具体结构设计。分析并建立了运动学模型,得出运动学J下逆解方程,并对抓持状态下各手指的运动姿态进行了仿真。同时完成了在静平衡状态下手指和外界环境之f白J作用力的分析。比较了在关节空间和笛卡尔空间中规划的优缺点,分析了整个手指的运动特性,提出从起始点到临近点阶段在关节空间中进行规划,临近点到接触点阶段在笛卡尔空间进行规划的方法。针对控制系统硬件电路及抓取过程策略,在PC机上采用Visua]C++编制了显控系统。担负着整个控制系统的协调任务,完成了各个手指的轨迹计算、协调三手指的运动、对整个系统出现的错误信息进行处理、并且显示错误信息、实现人机对话。关键词:多指灵巧手;结构优化设计;轨迹规划哈尔滨’I:程大学硕士学位论文r'tllTl'■ii皇iiijii■i萱ijijiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii暑iiiiiiiiiiiii宣AbstractWiththedevelopmentofrobottechnologyandwideapplicationinsomanyfields。aStheimplementationpartoftheinteractionofrobotanditsenvironment,theworkabilityofmulti~—fingereddexteroushand,,thiSdissertationoptimallYanalysesthestructuralformsofmu]ti—fingereddexteroushandbythepersonification,anddrawaconclusionthataformincludesapalm,,choosingtheoptimalgoalsscuhasworkspace,。obtainstheforwordandinversekinematiCequation,,]C十+,includingmakingtrackprogrammingofthreefingers,harmonizingthemotionofthreefingers,dealingwitha11the哈尔滨I‘程大学硕十学位论文errorsinthewholesystem,disp]ayingtheerrorsandrealizing