一种新型欠驱动机械手设计

针对制药厂提出的药盒夹持要求,提出一种新型欠驱动机械手的设计方案。该方案机械手采用气压驱动,并巧妙利用变自由度理论与机构死点理论,利用单个动力源实现对药盒的可靠夹取与提升等动作。在此基础上,通过结构分析与受力计算,完成对机械手的性能分析,并通过实物验证。结果表明,该机械手性能稳定、夹持力大、操控简单、能够满足设计要求。     

新型欠驱动拟人假肢手指的设计与分析

根据欠驱动原理设计了一种用于拟人假肢手的新型欠驱动手指.通过静力学分析得到了手指抓取力的表达式以及影响因素.通过分析和仿真表明,该欠驱动手指结构简单,并具有很强的抓取形状自适应能力,抓取性能优异.这种设计和分析方法为拟人假肢手指的设计提供了一种新的思路.     

拟人机器人手多指欠驱动机构研究

欠驱动机构具有增加抓取稳定性、降低控制难度等优点得到广泛研究.与实现单个手指的多关节动力传递的传统欠驱动机构设计思想不同,提出了一种新型多指欠驱动机构.该机构利用设置于关节轴上的扭簧实现了单个电机对多个手指根部的驱动.经分析,给出了该机构的主要参数设计原则.该机构可以作为拟人机器人手的食指、中指、无名指和小指的根部关节,使机器人手在抓取物体时,四个手指能够自动适应不同形状和尺寸的物体,产生适当的抓持力,抓取稳定性高,控制容易.     

3-DOF索杆桁架式欠驱动机械手运动控制

索杆桁架式机械手是将绳轮传动系统和平行四边形机构结合而提出的一种新型欠驱动机械手。绳索驱动力同时驱动手指关节耦合运动,而手指关节运动又会直接改变绳拉力在各指节单元的驱动力分布,导致索杆桁架式欠驱动系统具有强非线性和运动耦合特点。针对该问题,利用虚功原理,将绳轮传动系统等效为耦合的关节驱动力矩,并建立3-DOF手指准静态运动学模型。根据手指最大运动空间约束条件,确定关节弹簧配置分布并开展手指准静态运动空间分析。采用拉格朗日方程法建立手指一般动力学方程,并转换为"A-P"型等效动力学模型。在此基础上,开展预变形阶段运动控制研究。通过仿真分析和样机试验验证所提分析方法和运动控制策略的有效性。     

具有形状自适应的欠驱动拟人机器人手指

为了实现使用较少驱动器获得较多的自由度,从而在不增加控制难度的前提下,更好地抓取物体以及增加手的拟人化,需要研究欠驱动机械手指装置。提出了一种新的设计思想,以此为指导设计了一种机械手指装置,并对其主要设计参数进行了详细分析。试验证明,该装置可以作为机器人拟人手的一个手指或手指的一部分,用以实现机器人拟人手较少驱动器驱动较多的手指关节自由度,并具有抓取不同形状、尺寸的物体的自适应性,降低了装置对控制系统的要求。该装置外形与人手的手指相似,结构简单、可靠、易加工、体积小和重量轻。     

绳索驱动型拟人机械手运动仿真

为满足肢体缺陷人群对高仿真性且具有高灵巧性的假肢或者替代人手执行危险工作的需求,设计了一款绳索驱动型拟人机械手,使用Solid-Works构建了拟人机械手的三维模型;并运用SolidWorks的Simulaition插件、ADAMS软件进行运动仿真,从仿真结果来看,各个手指的指尖均出现速度、加速度跳变的情形.为了使拟人...     

一种新型非完整开链式欠驱动机械手臂设计

依据现有非完整力学原理和非线性控制理论,采用摩擦圆盘运动分解合成机构,设计了一种仅由两个伺服电机控制的多关节欠驱动机械手,这种多关节欠驱动机械手具有可控性。这种设计为研究开发轻型机器人、多指机械手、以及危险环境作业机器人和医疗机器人等方面提供了一个新的思路。     

基于欠驱动机构的机械手爪的研究

基于欠驱动的概念,通过对欠驱动手指设计原理、运动位置及机构分析,解决了其中关键问题,从而阐述了一种新的欠驱动手指设计理念。     

一种四关节可控欠驱动机械手动力学模型的研究

本文所述机械手是一种典型的可控欠驱动机械系统.基于此四关节机械手的运动学方程,结合拉格朗日功能平衡法及非完整系统的恰普雷金(Чаплыгин)方程,建立出四关节欠驱动机械手的动力学模型,结果符合一般非完整机械系统动办学结构模型,为进一步研究非完整欠驱动系统的机械特性奠定了基础.     

基于欠驱动原理的5指残疾人假手设计

采用欠驱动自适应原理设计了与成年人手大小相仿的5指残疾人假手,所设计的假手结构简单,质量轻,适应性强。假手主控制器采用TMS320F2810来实现对传感器信号的采集,步进电机的控制。并利用所设计假手进行了多种抓握实验,表明该假手可对多种形状物体进行抓、握、捏等多种操作。     

欠驱动假肢手的运动学与静力学仿真

应用虚功原理建立了SJT2欠驱动仿人假肢手的抓取静力学模型,实现了抓取操作过程中静力分配的仿真计算.利用Open inventor建立了假肢手的虚拟场景,同时利用Coldet完成了图形仿真系统的碰撞检测功能.利用虚拟仿真系统,实现了对圆柱形物体的抓取仿真.     

基于欠驱动机构的仿人机器人手爪设分

通过研究人手的生理结构特点,模仿人手结构,设计出仿人机器人手爪。整个手爪设计有拇指、食指、中指和小指,每个手指有三个关节。采用欠驱动连杆机构设计出结构紧凑的三关节手指机构以实现包络抓取和精确捏取。设计出高度集成的大功率小体积的驱动和传动机构并通过一个电机调整拇指机构的位置,以形成多种抓取模式。最后介绍了该手爪的控制以及抓取实验。     

弹性欠驱动四指灵巧手设计与试验

全驱动灵巧手需要较多独立驱动单元,控制系统复杂,导致体积和重量过大,费用昂贵,在实际应用中有极大局限性。欠驱动灵巧手具有驱动单元少、控制简单等特点。在保证具有一定运动灵巧性的前提下,欠驱动灵巧手能极大降低灵巧手本体及控制系统的复杂度和制造维护成本,体现出更高的实际应用价值。由此提出一种新颖的仿人单腱弹性欠驱动四指灵巧手的设计方案。同时,完成四指灵巧手本体结构设计,及分析获得关节弹簧刚度的选取方法。对影响关节驱动转矩的滑轮单元进行几何参数的优化分析,得到手指传动机构的较优设计方案。通过多指手样机对不同形状、大小物体的抓握试验,证明本欠驱动四指灵巧手具有抓取自适应能力和较强抓取能力。     

多模式抓取欠驱动手的机构设计与力学分析

针对机器人末端执行器机械手多功能化的需求,提出了一种多模式抓取欠驱动手.该机械手基于欠驱动理论,解决了传统复合欠驱动手存在的结构复杂、控制元件多、适应能力不强等缺点.介绍了多模式抓取欠驱动机械手的结构组成和运动过程,建立了欠驱动手的数学模型;根据几何关系对机械手进行运动分析与适应性分析,并求得机械手抓取的参数范围;在不...     

果蔬采摘欠驱动灵巧机械手的设计

欠驱动机构是指驱动器数目少于机构本身自由度数目的机构。为了实现果蔬的无损采摘,通过理论分析、指端结构设计、传动机构设计和驱动机构设计与建模仿真,设计出一种灵活性高、结构简单的果蔬采摘欠驱动灵巧机械手。该机械手抓取物体时具有形状自适应能力,可完全包络物体实现无损采摘,且体积小、成本低,能够适应农业采摘自动化技术的推广。     

仿人型残疾人假手机构的研究

采用欠驱动原理和耦合原理研制了具有感知功能的集成化多自由度的假手,该手尺寸与成年人手相仿,具有抓握物体自适应能力,能够完成力量抓握和精确抓握。采用数学建模的方法设计了手指的四连杆机构,并进行了参数优化设计及静力学和运动学分析。     

多自由度假手控制和实验系统的设计

设计了多自由度假手控制系统,采用了分布式结构,有2个DSP分别进行假手的本体控制和基于EMG信号动作识别.建立了多自由度假手控制实验平台,可以进行离线训练和基于DSP的在线动作识别.     

A New Grasping Mode Based on a Sucked-type Underactuated Hand

Robot hands have been developing during the last few decades. There are many mechanical structures and analyti?cal methods for di erent hands. But many tough problems still limit robot hands to apply in homelike environment. The ability of grasping objects covering a large range of sizes and various shapes is fundamental for a home service robot to serve people better. In this paper, a new grasping mode based on a novel sucked?type underactuated(STU) hand is proposed. By combining the flexibility of soft material and the e ect of suction cups, the STU hand can grasp objects with a wide range of sizes, shapes and materials. Moreover, the new grasping mode is suitable for some situations where the force closure is failure. In this paper, we deduce the e ective range of sizes of objects which our hand using the new grasping mode can grasp. Thanks to the new grasping mode, the ratio of grasping size between the biggest object and the smallest is beyond 40, which makes it possible for our robot hand to grasp diverse objects in our daily life. For example, the STU hand can grasp a soccer(220 mm diameter, 420 g) and a fountain pen(9 mm diameter, 9 g). What's more, we use the rigid body equilibrium conditions to analysis the force condition. Experiment evaluates the high load capacity, stability of the new grasping mode and displays the versatility of the STU hand. The STU hand has a wide range of applications especially in unstructured environment.     

果蔬采摘欠驱动机械手爪设计及其力控制

为了实现果蔬的无损采摘,采用欠驱动原理设计出一种结构更简单、通用性更强的末端执行器。欠驱动机构是指驱动器数目少于机构本身自由度数目的机构,基于欠驱动原理设计的机械手结构简单可靠,抓取物体时具有形状自适应能力,手指可完全包络物体,可以通过最大接触力的闭环力反馈控制来实现无损采摘。基于这一设计思想设计出仅靠一个电动机驱动三个手指的机械手爪,通过理论分析、手爪机构设计与建模、结构参数优化,确定设计尺寸制出机械手爪,设计控制电路结合力反馈控制进行抓取试验。试验结果表明该手爪能实现期望的抓取与最大接触力控制功能,并具有控制简单可靠、抓取稳定、不损伤果实等特点。