仿手形机械手的设计仿真及实物验证

仿生机械手是现代工程作业的重要工具,在装备制造、石油勘探、高空架设等诸多行业可代替人类完成重要的工作.在对人类手掌进行数据采集的基础上,以手骨为连杆,以筋为驱动,设计了一款仿人手形状机械手.利用SolidWorks完成建模组装,并使用运动算例进行仿手形机械手的运动仿真,再利用SolidWorks里Simulation插件对食指进行有限元分析,从而得到最优的设计方案.最后结合3D打印技术将设计数据转化为实际可行的ABS材料仿手形机械手模型.该机械手由连杆机构组成,具有和人手相似的外形和尺寸,通过5个二次原动机(舵机)带动各手指机构完成手指的屈伸运动,可实现"爱你""OK"等手势动作.结果表明,机械手设计合理,能运动灵活且可完成各种动作,满足设计要求,食指最大可钩住约20 N的重物.     

一种新型水下作业机械手的研究

设计了一种可用于水下3000m作业的7自由度机械手；运用机器人运动学理论中的D—H参数法建立了机械手的运动学模型，并详细描述了该机械手的工作空间；然后用蒙特卡洛法并借助MATLAB对其工作空间进行了求解与仿真。     

水下微小型机械手控制系统研究

水下机械手是机器人在水下执行作业时的重要工具,因此研制便于控制、稳定性、可靠性高的水下机械手对于完成水下作业任务具有重要意义。首先在分析抓取任务及水下环境信息的获取的基础上,研究了水下机械手的总体结构并设计了系统的硬件结构和软件组成,接着提出了一种新型水下机械手的速度伺服PID控制方案。测试结果表明,该机械手工作稳定,精度、灵敏度高,能满足水下作业的要求。     

多关节指形机械手爪的设计

针对人口老龄化的日趋严重,从仿生学的角度出发,以人手结构形式及参数为设计依据,运用SolidWorks三维软件设计一种多关节指形机械手爪。其中包括机械结构、传动驱动系统、气动回路布置以及电气控制系统的设计与实现。通过PLC的软件程序控制各电磁阀驱动气缸动作和控制机械手爪动作,使机械手爪可以像人手一样抓取物体,并进行1～6、8等7个数字的灵活表示。该设计对仿人机器人机械设计有一定的参考价值。     

仿形模板在平面复杂运动中的设计与应用

分析了利用平动和转动来实现平面复杂运动的关键零件———仿形模板的设计。通过该仿形模板在冲压机自动上、下料机械手上的应用 ,证明该原理构思新颖、结构简单、运行可靠 ,是一种可实现精度不高的平面复杂运动的理想方法。     

面向水下作业的水液压机械手研究与展望

水液压技术在水下作业环境中具有鲜明的技术优势,在海洋探测、海洋资源开发等领域具有广阔的应用前景。水下机械手是执行水下作业任务的重要工具,将水液压技术应用于水下作业机械手,可降低水下机器人-机械手系统的复杂程度、提高性能上限。通过阐述当前国内外各研究机构针对不同应用场景所研制水下机械手的结构特点、研究水平和商业化发展现状,对比分析不同驱动形式的优缺点及其对水下机械手性能和设计要点的影响,得出水液压驱动水下机械手是当前水下作业工具的最佳选择。在此基础上分析了水液压机械手设计中需解决的摩擦与润滑、材料、动力学模型、运动控制等关键技术问题,最后对水液压机械手未来发展的趋势进行了展望,以期为相关研究提供参考。     

仿形自动喷涂机运动小车在仿形导轨上运动时接触间隙问题研究

矩形小车在仿形导轨上运动存在接触负间隙问题，采用梯形小车是消除接触负间隙问题的解决途径。梯形小车在平行直线导轨和圆弧轨过渡段时必然存在接触间隙，本文中以定量方法分析了这种接触间隙问题。     

基于关节限位的自治水下机器人机械手系统运动规划研究

对自治水下机器人搭载的四功能水下电动机械手进行了简要描述.考虑到自治水下机器人机械手系统的运动学冗余,将关节限位算法用于系统逆运动学求解,避免载体大幅度姿态变化.利用Matlab仿真表明该算法在解决系统冗余的同时有效的限制了关节位移.     

仿形模板在平面复杂运动中的设计与应用

分析了利用平动和转动来实现平面夏杂运动的关系零件－仿形模板的设计。通过该仿形模板在冲压机自动上、下料机械手上的应用,证明该原理构思新颖、结构简单、运行可靠,是一种可实现精度不高的平面复杂运动的理想方法。     

基于PC104和VxWorks的水下作业机械手控制研究

针对一台6自由度位置反馈自行更换工具液压驱动水下作业机械手系统，介绍了系统组成及原理，重点研究了其控制技术，采用PC104，基于VxWorks操作系统研制了一套嵌入式控制系统，进行试验并取得了良好的效果。     

深海机械手关节伺服控制

针对一台2功能无刷直流电机驱动的深海作业机械手系统,论述了其结构和原理,重点研究了其控制系统的实现.在以PC104和VxWorks为硬、软件平台,以网络为信息交换手段的基础上研制了一套机械手关节伺服控制系统,试验证明该系统结构简单、体积小、控制效果达到要求,非常适用于深海作业机械手关节伺服控制.     

气动机械手稳定运动的控制策略综述

气动机械手由于具有驱动介质来源方便、成本低、工作环境要求低等优点,已经在自动搬运、自动上下料等场合中有着广泛的应用;但是由于自身非线性特性,其工作速度稳定性较差。从模糊控制、神经网络控制以及鲁棒控制3个方向分析了气动机械手稳定运动控制策略的研究及应用,发现模糊控制和神经网络控制发展较为迅速,与其他控制理论融合的效果良好且实际应用比较成熟,而鲁棒控制发展较为缓慢且应用较少。根据现有研究成果推测,气动机械手稳定运动控制策略在未来将继续沿着控制理论融合与补充的趋势发展,为气动机械手在复杂动态环境的应用提供更精准、更稳定的控制方案。     

基于轨迹规划的水下机械手电液控制系统研究

水下机械手是海洋油气开采及应急作业的重要装备,针对其作业特点,建立了机械手三维结构模型,分析了其运动学正逆解,研究了其末端执行器直线运动轨迹规划方法、电液系统模型及控制方法,以此为基础提出了基于轨迹规划的水下机械手电液控制方法。在Matlab／Simulink环境下建立了电液控制系统的仿真模型。     

基于人机工程学的虚拟机械手臂运动控制方法

考虑到机械手臂在运动时会受到关节阻尼的作用,使手臂控制的全局稳定性降低的问题,提出一种基于人机工程学的虚拟机械手臂运动控制方法.首先,利用人机工程学构建人体模型架构,将其分为架构层、形态层与尺寸层,并以参数化形式描述表示;然后,通过解析人体模型获取各个关节的连接作用与功能,并计算虚拟机械手臂的运动坐标和运动矢量;再根据雅克比矩阵计算得到机械手臂末端的运动速度;最后,通过构建模糊逻辑系统得到控制模糊隶属度函数,并拟定为输入量输入至运动控制器内,完成对机械手臂的运动控制.     

具有外部扰动的漂浮基空间机械臂姿态与关节协调运动的Terminal滑模控制

讨论了载体位置无控、姿态受控情况下,具有外部扰动的漂浮基空间机械臂载体姿态与机械臂关节协调运动的控制问题。结合系统动量守恒关系及拉格朗日方法,建立了漂浮基空间机械臂完全能控形式的系统动力学方程,并将其转化为状态空间形式的系统控制方程。以此为基础,根据Terminal滑模控制技术,给出了系统相关Terminal滑模面的数学表达式,在此基础上提出了具有外部扰动情况下漂浮基空间机械臂载体姿态与机械臂关节协调运动的Terminal滑模控制方案。提出的控制方案不但确保了闭环系统滑模阶段的存在性,同时通过Terminal滑模函数的适当选取,还保证了输出误差在有限时间内的收敛性。此外,由于确保了无论何种情况下系统初始状态均在Terminal滑模面上,从而消除了其它滑模控制方法常有的到达阶段,使得闭环系统具有全局鲁棒和稳定性。一个平面两杆漂浮基空间机械臂的系统数值仿真,证实了方法的有效性。     

基于ADAMS的水下机械手研究

开发研究智能型的多功能水下机械手是当今海洋科学的一个重要课题.文中设计一六自由度水下机械手,运用D-H方法建立运动学模型,并对其工作空间作了分析和ADAMS仿真,为其进一步研制提供技术基础.     

并联机器人控制方法研究现状

并联机器人由于具有不确定性、高度非线性、控制复杂等特点,控制方法的设计显得尤为重要。对并联机器人控制方法的研究现状进行了详细阐述,并对其发展趋势进行了展望。