文档介绍：分类号:——骸!变抓取力欠驱动机械手控制系统研究帆鐸工学硕士学位论文论文提交日期:论文答辩日期:谭定忠教授哈尔滨工程大学硕士研究生:指导教师学位级别学科、专业:所在单位学位授予单位:杨军工学硕士机械电子工程机电工程学院年密级:编号::
摘要为解决传统机械手只能应用于特定任务的问题,使机器人末端执行机构适应多种复杂任务,能够进行柔性抓取。本课题进行了变抓取力欠驱动机械手的机械结构设计与控制系统研究。变抓取力欠驱动机械手是智能机器人的关键技术,有着广阔的应用前景。本文所研究的变抓取力欠驱动机械手是直流伺服电机驱动的三指机械手,手指是由四连杆机构和平行限位机构组成,带有可调整机械手抓取位姿的转动机构,可实现对物体的柔性包络抓取。整个系统设计完成了控制系统、传感系统、传动系统设计。控制系统的设计要求根据传感器信号判断系统状态,对传动系统发出指令,实现实时控制。控制系统还要能够检测滑动,感知目标方位,进行异常中断处理。传动系统采用直流伺服电机作为动力源,微型丝杠作为运动形式转换部件。对于轴间的联接以及过负载的处理本文采用微型滚珠式扭力限制器。力觉传感器采用压电薄膜力觉传感器,滑觉传感器采用振动滑觉传感器,接近觉传感器则是超声波接近觉传感器。完成了各传感器发送接收、功率放大、控制接口等相关电路设计以及传感器的标定。关键词:欠驱动机械手;控制系统;接近觉传感器;滚珠式扭力限制器哈尔滨檀笱学位论文
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哈尔滨工程大学学位论文原创性日期:枷弓年≥月墼本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
第滦髀课题的目的和意义理,人工智能等尖端科学技术的机器人技术在生产和生活中发挥了越来越重最初的工业机器人主要用于完成特定的动作,执行机构相对简单。随着机器人应用于各行各业,特别是航空航天,服务业等领域,对于机器人的末端执行机构提出了越来越高的要求。主要体现在以下几个方面:首先是对复杂环境的适应能力。在当前的各种应用环境中,由于任务的提出了更高的要求。未来服务机器人大量进入人类社会,对机器人的成本要求严格。这就需要机器人设计按照模块化的原则进行设计与制造⋯。机械手也应该做到模块化,互换性好,高度可靠。一个好的末端执行机构还应该满足结构简单、控制方便、负载能力强,寿命长,便于大量生产。漆、装配的机械手所采用的单自由度夹持器结构到应用于航天领域的多关节多手指的灵巧机械手。科学家对末端执行机构的结构设计和性能提出了许多新思想,新方法。应该强调指出的是夹持器和灵巧机械手只是机械手的两种形态,有着各自的应用领域,优点和缺点。器有着旺盛的生命力。灵巧机械手拥有适应能力强,可完成多种抓取任务的构,即能够与被抓物体柔性接触,自动适应被抓物体的表面形状,进而实现在当今信息时代,融合了微电子,计算机科学,现代控制理论,图象处要的作用。不确定性。需要机械手能够牢固抓取各种形状,各种密度的物体。其次是抓取的可靠性和稳定性。在服务性行业中,对末端执行机构的稳定性与安全性为满足社会需要,工程师进行了不懈的探索。从最初的应用于焊接、喷在高精度,高强度,低成本,单一功能的工业应用领域,单自由度夹持优点。但是由于采用了大量的串联关节,导致成本昂贵结构、复杂、控制困难、负载能力差、可靠性低等缺点”’。本项研究的目的是研制一种控制结构简单可靠、适应复杂环境的夹持机无损且可靠地抓取的智能机械手。哈尔滨丁程大学硕士学位论文
⒄棺纯为实现敏捷制造,便于执行多种任务,保证在各种复杂环境下的高精度和高可靠性的抓取,科技人员不断探索新的机械结构,不断采用新的电子信息技术,积极地运用新的控制理论成果,在智能机械手方面不断取得新的进现代传感器技术的发展为提高机械手的智能性奠定了坚实的技术基础。高性能新材料的运用大大提高了传感器的精度,并且出现了满足特殊运用的各种结构和表面特性的传感器,广泛应用于机械手的感知系统中。在控制策略方面,除了传统的刂疲褂腥斯ぶ悄芸刂疲允视刂疲浠箍制,鲁棒控制,模糊控制,神经网络控制,群控理论等扭。。机械手的驱动机构分为电机驱动与液压驱动。液压系统的优点是体积小,重量轻,惯性小,产生的力矩大。静态与动态精度高,响应时间短。而电机驱动技术理论成熟,应用方便,成本低廉,随着微型步进电机的不断发展,在国内,对灵巧手的研究从世纪年代后期丌始。北京航空航天大学机器人研究所先后研制