一种变刚度柔性手爪的设计及实验验证

发布时间：2021-03-13 12:03

　　相比于传统的刚性手爪和纯柔性手爪,变刚度柔性手爪可以根据不同的操作对象与操作环境,自主地进行刚度调节,使自身以最合适的刚度去完成抓取任务,大大拓展了手爪的应用范围。因此,变刚度柔性手爪具有重要的研究意义。目前手爪的变刚度一般是通过特殊材料来实现的,如形状记忆合金,磁流变液,电活性聚合物等等,还有的是采用气压驱动,通过改变气压大小来实现刚度变化,但是前者需要额外的驱动装置,变刚度复杂,能耗大,后者变刚度范围小,响应速度慢。针对现有的手爪变刚度方法中所存在的问题,本文提出了一种基于变刚度执行器的变刚度柔性手爪:将变刚度执行器作为手爪关节的驱动单元,通过调节变刚度执行器的刚度来改变手爪的刚度。相比于其他变刚度方法,变刚度执行器具有能够实现大范围的刚度变化,响应速度快,可靠性强,技术较为成熟等优点。具体地,本文首先设计了一种结构紧凑,体积小,变刚度范围大的变刚度执行器,并对其变刚度性能进行了分析与优化。针对调刚过程的能耗问题,提出了一种基于能量分析的调刚方法,大幅度减小了变刚度过程中的耗能。其次,根据设计的变刚度执行器,确定了变刚度柔性手爪的总体方案,在此基础上,进一步完成了整体的结构设计。而... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

博洛尼亚大学研制出的UBHand

立命馆大学研制的欠驱动机械手丹麦奥尔堡大学的M.Fumagalli和荷兰特温特大学的E.Barrett等人提出

奥尔堡大学和特温特大学提出的变刚度手指韩国三星综合技术院的Yong-Jaekim和美国EllipseTechnologies公司的

【参考文献】：
期刊论文
[1]软体机械手研究综述[J]. 张进华,王韬,洪军,王煜.  机械工程学报. 2017(13)

博士论文
[1]欠驱动机械手及其抓取方法的研究[D]. 苏衍宇.哈尔滨工业大学 2015

硕士论文
[1]柔性机械臂变刚度关节的设计及实验研究[D]. 易科胜.哈尔滨工业大学 2016
[2]一种绳驱式欠驱动三指灵巧手的研究[D]. 何艳涛.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：3080183