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...     

欠驱动手爪设计及接触力分析与仿真

针对现阶段自动化生产中末端执行器适应性较差的问题,设计了一种采用欠驱动机构的机械手爪。对欠驱动手爪的总体结构和存在的各个抓取构形进行了分析。基于虚功原理,将弹簧扭矩和被抓取目标重力纳入考虑范围,建立了较为精确的静力学模型,提出了接触力调节的方法。利用ADAMS对静力学模型和接触力调节方法进行了仿真验证,结果表明该欠驱动手爪抓取范围较大,理论计算与仿真结果误差较小,接触力调节方法切实有效。     

基于ADAMS的欠驱动手爪建模及接触力分析

利用虚拟样机仿真软件MSC．ADAMS,建立放射源检测机器人欠驱动手爪的虚拟样机模型并进行验证,分析影响接触力的相关因素：通过对虚拟样机模型的仿真可知,该模型接触力的仿真测量值与解析计算值吻合,可用其代替物理样机进行掀取分析,且接触力的主要影响因素为驱动力矩和抓取距离。借助于虚拟样机模型,可仿真得到实时的接触力,为抓取稳定性分析提供依据。     

欠驱动多指机械手优化设计与抓取稳定性分析

针对欠驱动机械手多模式抓取问题,提出了一种手指可拆卸、具有复合抓取功能的欠驱动机械手。为了研究欠驱动手的抓取性能,分别研制了一种弹簧自适应3指节手指机构和一种双四连杆3指节手指机构,两种手指机构均使用四连杆机构的运动原理。手指的性质对欠驱动机械手的抓取稳定性影响很大,对欠驱动机械手单个手指的属性进行分析,分析了关节接触点位置及接触力对抓取稳定性的影响,提出了接触力及力矩平衡的研究分析方法,探讨了影响抓取稳定性的因素。     

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。     

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。     

基于仿肌弹性欠驱动手的设计与分析

针对仿肌腱传动灵巧手存在的驱动单元多、机构体积过大、控制系统复杂等问题,提出一种新型的仿肌弹性欠驱动手。以人类手指解剖学特征为思路,进行了仿人手指设计,通过引入双肌腱和弹性元件来实现手指的欠驱动,并给出合理选择弹性参数的方法,保证了手指的可达空间和抓取可靠性。进行了手指运动学分析,建立了关节空间到肌腱空间的映射关系。为获得最优的手掌尺寸及抓取范围,提出一种手指位置参数优化方法,并给出了评价指标,通过对比验证了该方法的优势。最后,进行了不同形状、尺寸物体的抓取实验,结果表明该欠驱动手具有较强的自适应抓取能力、广泛的物体抓取范围。     

一种新型欠驱动拟人机械手的设计

设计了一种新型的高欠驱动集成化拟人机械手.仿人假肢手由4个电机驱动15个关节,其中食指和中指由一个电机通过安装在掌部的小型齿轮齿条差动机构驱动,无名指和小指分别由一个电机各通过一个安装在掌部的小型齿轮齿条差动机构驱动,拇指由两个独立电机驱动.手指采用了弹性交叉四连杆机构实现欠驱动控制,该手对于不同的抓取物体具有良好的形状适应性,且在部分手指运动受限的情况下具确理想的力分配特性.实验结果表明,该仿人假肢手可在肌电控制接口的控制下实现仿人灵巧操作.     

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。     

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。     

具有接触力感知反馈的2R机械臂设计与控制

针对高端制造过程中机械臂与工件之间应具有接触力感知与控制要求的问题,设计一种具有接触力感知反馈的2R 机械臂(a 2R manipulator with contact force perception feedback,2RM-CFPF).首先,利用堆叠式压电陶瓷传感器设计一种具有接触力感知反馈的机械臂关节,建立关节...     

工业机械手视觉/力混合控制方案研究

对于未标定刚性环境,给出一种基于位置的视觉/力混合控制策略,实现对机械手的运动控制。在视觉引导下,机械手的末端寻找并稳定接触目标物体;当接触完全建立后,采用视觉和力同时控制机械手的运动。在任务空间内,基于边缘的刚体跟踪器把动态过程中的线性动态误差提供给局部稳定的观测器。实验和仿真结果证明了该方法的有效性。     

高空带电作业车机械手设计

为解决高压线路人工带电作业带来的安全问题,利用Solidworks设计了高空带电作业车机械手的绝缘机构、旋转台、机械臂、液压机构、机械手末端、专用夹具等,分析了机械手动作的实现原理及各部件的相互驱动关系,并利用Solidworks的运动仿真功能进行了取线、对准与接线、断线工作的模拟分析。该机械手可通过末端换刀装置的切换满足不同工作的需要,而且采用压线夹方式接线使得接线安全可靠,另外操作人员不与高压电线接触,并距离接线位置数米以上,也保证了操作人员的绝对安全。     

基于机械手的视觉/力混合控制研究

针对机械手对未标定的刚性环境的作用控制,给出一种基于位置的视觉和力混合控制策略。在视觉引导的阻抗控制下,机械手稳定接触目标工件;接触完全建立以后,再采用视觉和力同时控制。任务空间内的线性动态过程与标准的基于边缘的刚体跟踪器共同作用,该跟踪器把线性的误差动态提供给局部稳定观测器。实验和仿真结果证明了该方法的有效性。     

电液伺服控制六自由度力反馈手柄设计

设计了一种电液伺服控制的并联六自由度力反馈手柄,使用该手柄能够向遥操纵从机械手传送位置、姿态、速度和力等多种信息,同时可以接收从机械手的力/力矩信息,为操作者提供力觉临场感.并对所设计手柄的操作性能进行了评价研究.     

磨削机械手约束运动的力/位置混合控制

分析了磨削机械手的运动约束,建立了有约束动力学模型,提出了一种不用力反馈传感器的新型力／位置混合控制方案,并通过仿真验证了该方案的有效性。     

基于串联增力机构的机械手夹持装置设计

设计了一种基于螺旋-铰杆-杠杆串联增力机构的机械手,分析了其工作原理和性能特点,给出了夹持力的计算公式。该机械手结构简单,以方便传输和携带的电能为动力,同时采用增力机构,提高了机械手的夹持能力。     

铰杆增力式离心离合器的工作原理与设计

介绍一种新型离心离合器－－铰杆增力式离心离合器的工作原理,给出了其输出力和输出转矩、接合角速度和接合转速、额定角速度和额定转速、弹簧最大工作载荷的计算公式。镒杆增力式离心离合器的制造成本,较同样结构重量但没有增力机构的普通离恼离顺增加甚微,但输转矩的能力显著提高。     

柔性机械臂接触碰撞问题的研究

分析了柔性机械臂在碰撞前、碰撞阶段以及碰撞后的动力学特性，在子结构离散的柔性多体系统动力学的基础上，导出了描述这三个不同阶段的动力学方程。从运动的连续性获得各阶段的初始条件，通过仿真计算可确定碰撞开始和结束的时刻，并求得撞击力和机械臂抓手位移的时间历程