基于机器人机构学的助老助残机械手的构型分析与研究

发布时间：2021-05-09 08:40

　　助老助残机械手作为服务机器人重点研究方向,为行动不便的老年人以及残疾人在可能的范围内最大限度地恢复或代偿上肢功能,满足他们基本的生活自理需求。然而机械手在为老年人或是残疾提供服务过程中,却存在控制策略简单,不能规避障碍,可能存在使用安全隐患,且设备构型复杂,结构冗余,负重比小等一些列问题。本文以助老助残机械手作为研究对象,结合其构型特点,采用模型法对机械手进行了系统的分析与研究,主要内容包括:机械手构型的选择作为结构本体设计与分析的首要步骤,直接决定了机械手的性能,是机械手是否具有预定设计功能的基础和关键,选择机械手构型时,需综合考虑其自由度数目、自由度分布位置以及关节驱动方式等关键因素;基于机械手的构型特征,简化其物理模型,建立D-H参数模型,以此为依据建立机械手的运动学与动力学方程,进而对其运动学与动力学进行分析验证,得到各参数如何影响机械手的性能:对机械手正常工作时是否具有良好的动态性能,运用经典控制理论,建立机械手私服驱动系统以及机械系统的传递函数,分析机械手的伺服环节与机械传动系统的频率性能;运用三次多项式插值、五次多项式插值、三次B样条函数插值以及MATLAB机器人工具箱,... 

【文章来源】：山东科技大学山东省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 课题研究来源与研究内容
    1.5 本章小结
2 助老助残机械手构型方案与空间定位
    2.1 机械手构型确立
    2.2 机械手关键零部件的静力学验证
    2.3 机械手关节负载转矩的计算与验证
    2.4 机械手视觉空间定位
    2.5 本章小结
3 助老助残机械手的运动学与动力学分析
    3.1 机械手的空间描述
    3.2 坐标变换
    3.3 齐次坐标变换
    3.4 机械手运动学分析
    3.5 机械手动力学分析
    3.6 本章小结
4 基于经典控制理论的系统动态性能分析
    4.1 经典控制理论分析简介
    4.2 机械手的数学模型
    4.3 基于经典控制理论的系统稳定性分析
    4.4 本章小结
5 助老助残机械手的轨迹规划
    5.1 轨迹规划概述
    5.2 关节空间轨迹规划
    5.3 基于MATLAB的机械手仿真
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要成果



本文编号：3176993