基于肌腱驱动的灵巧手控制技术研究
发布时间：2021-01-19 02:55
简单夹持器是机器人常用的末端执行器,无法用于实现负荷的精细操作。多指灵巧手作为机器人末端执行器,可以极大地提高机器人的智能化。肌腱驱动型机器人手通过肌腱远程驱动,极大地减少了灵巧手的尺寸和重量,因此肌腱驱动机器人手受到了人们的极大关注,并取得了一定的研究成果。但是腱与机械结构之间的摩擦力以及外部环境的不确定性等因素影响着肌腱驱动灵巧手控制算法的设计。本课题针对肌腱与机械结构的摩擦力以及外部环境不确定性等问题,以提高控制系统的柔顺控制性和实时控制性为目的,结合智能控制算法,设计了机器人手的单指控制算法。具体研究内容如下:1.利用ADAMS和MATLAB联合仿真验证关节空间控制器的解耦性。设计了腱张力约束下灵巧手腱张力/位置控制方法,在自由空间运动,包括弯曲和松手返回状态时,采用由期望笛卡尔位置经关节刚度转换得到的关节力矩,与物体接触后将其切换为由期望指尖接触力通过接触力控制经雅克比矩阵转换得到的关节力矩。结果表明,关节空间张力控制方式可以实现关节解耦。2.针对控制器参数无法实时调节的问题,设计了基于神经网络系统的自适应力矩控制,将神经网络与传统的控制器进行融合,设计出能够进行在线调节相关...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Stanford灵巧手
共有 14 个自由度，食指和中指具有 3 个自由度，而拇指、无名指和由度。该灵巧手为肌腱驱动型灵巧手，由 12 个无刷直流电机驱动。Robon知能力，除了触觉传感器外，使用了 43 个不同类型的传感器，不但可以进实现稳定抓取。为了进一步提高Robonaut手的性能，NASA于2010年与G通用汽车）公司共同研制成功了第二代灵巧手 Robonaut II（R2）灵巧手。onaut 手为基础设计的，如图 1.2 所示。该灵巧手可以与宇航员共同承担国舱外作业等操作任务。R2 灵巧手的设计目标是达到与人手足够的相似，它手臂共同组成灵巧手系统，整个系统完全自相容。5 根手指拥有 12 个自由自由度，可以允许手腕使用。灵巧手运动所需的驱动器及相应的驱动电路指使用 3 类传感器，关节绝对位置传感器、六维力传感器以及腱绳张力传电子控制部分进行了合理的划分，使得驱动器、传感器和电子控制部分合。R2 灵巧手本身为单独的模块，它作为模块化、灵巧、独立的末端执行器舱外作业工具以及各种体积的物体。
图 1.3 Shadow 灵巧手巧手的固有缺点，德国宇航中心于 1手不能完全放置驱动装置和电路结构巧手使用的是电机驱动，并且所有的中。DLR-I 型灵巧手有四个模块化的度，其中拇指和手掌没有收敛自由度
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于神经网络的灵巧手手指控制器设计[J]. 郑显华,姚正华,彭程. 机械设计. 2017(06)
[2]Shadow仿人灵巧手动力学研究[J]. 靳果,邱兵涛,韩枫. 电子设计工程. 2016(24)
[3]腱驱动空间五指灵巧手控制系统研究[J]. 韩冬,聂宏,陈金宝,颜文彧,王小涛. 机器人. 2016(02)
[4]空间五指灵巧手单指控制系统设计[J]. 王小涛,韩运峥,王邢波,韩亮亮,曹雯. 科学技术与工程. 2015(17)
[5]机器人PID控制算法研究与实现[J]. 王志勃,毕艳茹. 计算机技术与发展. 2014(10)
[6]机器人灵巧手柔性关节自适应阻抗控制[J]. 樊绍巍,宗华,邱景辉,陈兆芃. 电机与控制学报. 2012(12)
[7]机械臂轨迹跟踪控制研究进展[J]. 史先鹏,刘士荣. 控制工程. 2011(01)
[8]DLR/HIT机器人灵巧手手指位置控制的研究[J]. 刘伊威,赵京东. 机械与电子. 2009(10)
[9]机器人灵巧手的研究与发展[J]. 刘伊威,赵京东. 机械传动. 2009(04)
[10]Stanford机器人动力学性能分析与仿真[J]. 张微微,郭希娟. 计算机仿真. 2007(05)
博士论文
[1]机器人灵巧手的物体触摸识别及自适应抓取研究[D]. 顾海巍.哈尔滨工业大学 2017
[2]变负载双臂机器人阻抗自适应控制系统研究[D]. 贺军.中国科学技术大学 2016
[3]仿人灵巧手的EtherCAT通讯系统及阻抗控制研究[D]. 侯明鑫.哈尔滨工业大学 2015
[4]多指灵巧手控制系统及阻抗控制策略研究[D]. 陈兆芃.哈尔滨工业大学 2012
[5]机器人与环境间力/位置控制技术研究与应用[D]. 李正义.华中科技大学 2011
[6]类人型五指灵巧手的设计及抓取规划的研究[D]. 樊绍巍.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]多自由度灵巧手控制系统的设计与研究[D]. 吴竹兵.中北大学 2017
[2]基于动接触点模型的灵巧手软接触平移操作研究[D]. 王耀飞.哈尔滨工业大学 2016
[3]空间五指灵巧手控制系统设计[D]. 韩运峥.南京航空航天大学 2016
[4]独轮机器人动力学建模及力矩控制研究[D]. 赵龙.哈尔滨工业大学 2015
[5]腱驱动空间多指灵巧手控制技术研究[D]. 冯敦超.南京航空航天大学 2015
[6]基于神经网络的灵巧手交叉耦合控制研究[D]. 顾海巍.哈尔滨工业大学 2011
[7]机器人多指手自主抓取规划研究[D]. 秦晅.南京航空航天大学 2006
[8]基于阻抗控制的机器人柔顺性控制方法研究[D]. 杨振.东南大学 2005
本文编号：2986195
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Stanford灵巧手
共有 14 个自由度，食指和中指具有 3 个自由度，而拇指、无名指和由度。该灵巧手为肌腱驱动型灵巧手，由 12 个无刷直流电机驱动。Robon知能力，除了触觉传感器外，使用了 43 个不同类型的传感器，不但可以进实现稳定抓取。为了进一步提高Robonaut手的性能，NASA于2010年与G通用汽车）公司共同研制成功了第二代灵巧手 Robonaut II（R2）灵巧手。onaut 手为基础设计的，如图 1.2 所示。该灵巧手可以与宇航员共同承担国舱外作业等操作任务。R2 灵巧手的设计目标是达到与人手足够的相似，它手臂共同组成灵巧手系统，整个系统完全自相容。5 根手指拥有 12 个自由自由度，可以允许手腕使用。灵巧手运动所需的驱动器及相应的驱动电路指使用 3 类传感器，关节绝对位置传感器、六维力传感器以及腱绳张力传电子控制部分进行了合理的划分，使得驱动器、传感器和电子控制部分合。R2 灵巧手本身为单独的模块，它作为模块化、灵巧、独立的末端执行器舱外作业工具以及各种体积的物体。
图 1.3 Shadow 灵巧手巧手的固有缺点，德国宇航中心于 1手不能完全放置驱动装置和电路结构巧手使用的是电机驱动，并且所有的中。DLR-I 型灵巧手有四个模块化的度，其中拇指和手掌没有收敛自由度
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于神经网络的灵巧手手指控制器设计[J]. 郑显华,姚正华,彭程. 机械设计. 2017(06)
[2]Shadow仿人灵巧手动力学研究[J]. 靳果,邱兵涛,韩枫. 电子设计工程. 2016(24)
[3]腱驱动空间五指灵巧手控制系统研究[J]. 韩冬,聂宏,陈金宝,颜文彧,王小涛. 机器人. 2016(02)
[4]空间五指灵巧手单指控制系统设计[J]. 王小涛,韩运峥,王邢波,韩亮亮,曹雯. 科学技术与工程. 2015(17)
[5]机器人PID控制算法研究与实现[J]. 王志勃,毕艳茹. 计算机技术与发展. 2014(10)
[6]机器人灵巧手柔性关节自适应阻抗控制[J]. 樊绍巍,宗华,邱景辉,陈兆芃. 电机与控制学报. 2012(12)
[7]机械臂轨迹跟踪控制研究进展[J]. 史先鹏,刘士荣. 控制工程. 2011(01)
[8]DLR/HIT机器人灵巧手手指位置控制的研究[J]. 刘伊威,赵京东. 机械与电子. 2009(10)
[9]机器人灵巧手的研究与发展[J]. 刘伊威,赵京东. 机械传动. 2009(04)
[10]Stanford机器人动力学性能分析与仿真[J]. 张微微,郭希娟. 计算机仿真. 2007(05)
博士论文
[1]机器人灵巧手的物体触摸识别及自适应抓取研究[D]. 顾海巍.哈尔滨工业大学 2017
[2]变负载双臂机器人阻抗自适应控制系统研究[D]. 贺军.中国科学技术大学 2016
[3]仿人灵巧手的EtherCAT通讯系统及阻抗控制研究[D]. 侯明鑫.哈尔滨工业大学 2015
[4]多指灵巧手控制系统及阻抗控制策略研究[D]. 陈兆芃.哈尔滨工业大学 2012
[5]机器人与环境间力/位置控制技术研究与应用[D]. 李正义.华中科技大学 2011
[6]类人型五指灵巧手的设计及抓取规划的研究[D]. 樊绍巍.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]多自由度灵巧手控制系统的设计与研究[D]. 吴竹兵.中北大学 2017
[2]基于动接触点模型的灵巧手软接触平移操作研究[D]. 王耀飞.哈尔滨工业大学 2016
[3]空间五指灵巧手控制系统设计[D]. 韩运峥.南京航空航天大学 2016
[4]独轮机器人动力学建模及力矩控制研究[D]. 赵龙.哈尔滨工业大学 2015
[5]腱驱动空间多指灵巧手控制技术研究[D]. 冯敦超.南京航空航天大学 2015
[6]基于神经网络的灵巧手交叉耦合控制研究[D]. 顾海巍.哈尔滨工业大学 2011
[7]机器人多指手自主抓取规划研究[D]. 秦晅.南京航空航天大学 2006
[8]基于阻抗控制的机器人柔顺性控制方法研究[D]. 杨振.东南大学 2005
本文编号：2986195
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2986195.html
