基于有级边拓扑图的欠驱动手指构型及分析

发布时间：2017-06-07 19:01

  本文关键词：基于有级边拓扑图的欠驱动手指构型及分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：欠驱动手指是指驱动器的数目少于关节自由度数目的一种手指模型。本文基于机构学的研究内容,对欠驱动手指的结构学,运动学分析方法进行了分析,主要内容如下： 首先,以平面拓扑图为基础,并给出了有级边拓扑图的描述方法。有级边拓扑图不仅弥补了平面拓扑图在机构描述中的缺陷,同时为欠驱动手指机构的描述和构型综合提供了一种方法。 其次,给出了适用于欠驱动手指结构综合的广义单开链结构及广义结构因子。以一种常见的二指节二自由度欠驱动手指为构型综合雏形,在有级边拓扑图的基础上,以广义单开链为工具,采用拓扑变元法对欠驱动手指机构进行了结构综合,并表示出了一些可行的结构方案。 再次,基于变胞理论,对欠驱动多自由度手指机构的抓取运动进行了构态分析。以一种三指节三自由度欠驱动手指为例,定义了其抓取运动过程中的四个构态变化,从手指拓扑结构和自由度两方面清晰的解释了欠驱动手指的欠驱动原理。 最后,分析了人手的抓取特性,根据欠驱动手指仿人性和抓取适应性两方面从欠驱动手指构型库中选择了一种二自由度三指节欠驱动手指模型。对欠驱动手指运动学方法进行研究,建立了欠驱动手指全构态的运动学方程。通过对手指指尖运动位置的实验点拟合,得出手指在两种构态下指尖的运动轨迹,并于理论计算比较,验证运动学方程和构态分析的正确性。图54幅,表5个,参考文献70篇。
【关键词】：有级边拓扑图 欠驱动手指机构 构型综合 构态分析 运动学分析
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH703;TH112
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 课题来源9
• 1.2 课题研究背景9-10
• 1.3 国内外灵巧手的研究现状10-14
• 1.3.1 国外灵巧手研究现状10-13
• 1.3.2 国内灵巧手研究现状13-14
• 1.4 手指欠驱动结构研究概况14-15
• 1.5 机构设计创新现状15-17
• 1.6 本文研究的主要内容及意义17-19
• 1.6.1 本文主要研究内容17-18
• 1.6.2 本文研究的意义18-19
• 2 有级边拓扑图论的提出19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 平面机构拓扑图简介19-20
• 2.3 有级边拓扑图的提出20-27
• 2.3.1 有级边拓扑图的建立20-22
• 2.3.2 有级边拓扑图的几个重要矩阵22-25
• 2.3.3 平面机构的有级边拓扑图表示25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 欠驱动手指构型及构态分析28-49
• 3.1 引言28
• 3.2 运动链结构特征描述28-31
• 3.2.1 运动链自由度方程28-29
• 3.2.2 广义单开链约束特征29-31
• 3.3 欠驱动手指拓扑特性分析31-32
• 3.4 欠驱动手指构型综合32-41
• 3.4.1 不变元二指节两自由度欠驱动手指构型综合32-34
• 3.4.2 增元三指节三自由度欠驱动手指构型综合34-38
• 3.4.3 增元少自由度三指节欠驱动手指构型综合38-39
• 3.4.4 减元单自由度手指构型综合39-41
• 3.5 基于变胞理论的欠驱动手指构态分析41-48
• 3.5.1 变胞理论介绍41
• 3.5.2 欠驱动手指构态分析41-46
• 3.5.3 欠驱动手指构态间关联矩阵关系算法的建立46-48
• 3.6 本章小结48-49
• 4 欠驱动手指结构选型及其运动学分析49-64
• 4.1 引言49
• 4.2 欠驱动手指机构选型49-51
• 4.2.1 人手抓取特性分析49-50
• 4.2.2 欠驱动手指机构选型及构态定义50-51
• 4.3 新型欠驱动手指分构态运动学分析51-60
• 4.3.1 手指指节位置运动学分析51-53
• 4.3.2 手指指节全构态速度及加速度方程的建立53-54
• 4.3.3 手指连杆机构运动学分析54-57
• 4.3.4 手指分构态运动学仿真计算57-60
• 4.4 手指指尖分构态运动轨迹分析与实验验证60-63
• 4.4.1 手指指尖位置运动学实验方案60-62
• 4.4.2 手指指尖运动轨迹实验曲线拟合与分析62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 5 总结与展望64-66
• 5.1 全文总结64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-71
• 攻读学位期间主要的研究成果71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：基于有级边拓扑图的欠驱动手指构型及分析，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：429954