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仿人形机器手的开发与研究

作　者: 曹燕杰
导　师: 樊炳辉
学　校: 山东科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 仿人形机器手 ADAMS 仿真优化设计 SimMechanics
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 59次
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内容摘要

本论文对仿人形机器手进行了开发与研究,充分考虑残疾人的实际情况,依据人体工程学标准的结构特点和工作空间等要求,完成了对关节牵拉式仿人形机器手的整体选型设计和传动方案设计,采用牵拉式结构使各手指关节活动灵活,并增加了手臂的工作范围,提高了灵活性,最终实现了尺寸紧凑,功能满足残疾人的基本生活需求的仿人形机器手。首先根据人体工程学标准设计了机械手的整体结构、各个关节的运动以及驱动方式。对关键部件进行了优化设计,应用ADAMS机械仿真软件,建立了柔性牵拉绳模型,并进行了仿真,解决了结构设计不合理的部分,避免了运动不确定问题,给实际物理样机的制作提供了技术支持；其次,运用优化设计理论对机器手抓握模型进行了优化设计,优化了抓握力矩,在满足抓握力的前提下,达到了较小力矩下抓握的目的,借助ADAMS设计了抓握模型,根据抓握力的趋势可以判断,该机器手在可以稳定抓取物体；最后借助MATLAB/simulink下面的simMechanics机械系统仿真模块,对机器手进行了抽象为杆件模型,该模型可以直接调用simulink的各种控制信号源为驱动信号,使机械系统与控制系统的有机结合。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1 绪论  9-14
  1.1 课题的提出  9-13
  1.2 本课题的研究内容  13-14
2 关节牵拉式仿人形机器手结构及运动学分析  14-27
  2.1 引言  14-17
  2.2 仿人形机器手重要部件的设计  17-22
  2.3 关节牵拉式机器手运动学分析  22-26
  2.4 本章小结  26-27
3 关节牵拉式机器手机械虚拟仿真  27-49
  3.1 引言  27-30
  3.2 基于solidworks软件对机器手进行仿真  30-33
  3.3 基于ADAMS对仿人形机械手进行动力学仿真  33-48
  3.4 本章小结  48-49
4 仿人形机器手抓握实现  49-62
  4.1 引言  49-51
  4.2 仿人形机器手抓握模型优化设计  51-57
  4.3 基于ADAMS软件对机器手抓握进行仿真  57-61
  4.4 本章小结  61-62
5 仿人形机器手机械动力系统分析  62-81
  5.1 引言  62
  5.2 机器人动力学分析  62-66
  5.3 基于MATLAB/simulink的simMechanics的机械系统仿真  66-80
  5.4 本章小结  80-81
6 结论与展望  81-82
致谢  82-83
参考文献  83-86
攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况  86

仿人形机器手的开发与研究

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