仿生机械手结构设计与功能仿真

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1、西华大学毕业设计说明书目录摘要11绪论21.1仿生机械的概述21.2课题的研究目的和意义31.3国内外该领域的研究现状31.4关节运动的驱动方式71.4.1绳索滑轮驱传动方式81.4.2链条、钢带驱动91.4.3闭式链连杆传动机构的驱动方式91.5本文主要研究内容102原理方案的设计112.1明确设计任务122.2功能分析122.3功能分析122.4功能分解122.5原理方案132.6.具体工作原理142.6本章总结153机械手手指的运动分析163.1手指机构运动学163.1.1手指机构的自由度计

2、算163.1.2位置正解173.1.3三自由度仿生机械手指的位置反解分析183.2仿生机械手指的速度分析223.3仿生机械手指的运动空间分析与仿真234基于Pro/e的仿生机械手的建模，装配及仿真254.1Pro/e简介254.2仿生机械手各部分的建模264.3机械手的装配与仿真264.3.1机械手的装配264.3.2机械手的仿真32总结与体会36致谢词37参考文献381西华大学毕业设计说明书摘要本设计是根据亚确定输入的原理设计的以少输入控制多自由度的三指九自由度机械手，当在机械手初始运动时机械手

3、的每个手指作为一个运动单元作整体的运动，但当机械手手指的第一个指节因某种因素突然受阻，驱动力克服动力约束，自动启动了位于第一个指节和第二个指节之间关节的转动自由度，这时就应用了各个手指的第二个自由度，同样的，当第二个指节和第三个指节间的转动自由度因为某种外在的因素突然受阻时，自动启动机械手各个手指的第三个自由度。这样就实现了机械手的以少输入控制多自由度的控制方式，以达到机械手对不同形状工件的抓取动作，可以达到省力、省能以及减少电动机设计容量，因而减少机构的负载及改善动力性能。【关键词】亚确定输入、

4、自由度、指节AbstractThedesignisbasedontheprincipleofdeficient-determinateinputtolowinputcontrolmeansmorethanninedegreesoffreedomofthethreeDOFmanipulator,whentheinitialmovementoftherobotmanipulatorasamotorunitforeachfingermovementasawhole,butwhentherobotThef

5、irstfingerknucklessuddenlyblockedbyacertainfactor,drivingforcetoovercomethepowerconstraints,automaticallylaunchedinthefirstknuckleandthesecondknucklejointbetweentherotationalDOF,thentheapplicationofthefirstofeachfingertwoDOF,thesame,whenthesecondandth

6、irdknuckleknucklebetweentherotationalDOFforsomeexternalfactorssuddenlyblocked,therobotautomaticallystartthethirdDOFofeachfinger.ThisrealizationoftherobotwithlessDOFinputcontrolandmorecontroltoachievethemechanicalhandtocaptureactiondifferentshapesofthe

7、workpiececanbeachievedeffort,savingenergyandreducingthedesigncapacityofelectricmotors,thusreducingtheloadandimprovepowersectorperformance.【Keywords】deficient-determinateinput；DOF；knuckle38西华大学毕业设计说明书1绪论1.1仿生机械的概述仿生学是近期发展起来的一门新兴学科，仿生学的的发展促进了与之密切相关的的仿生机

8、械学的诞生和发展。机器人机构在仿生机械领域中发展最快，也是应用最广泛的仿生机构。模仿各类动物的行走﹑爬行的动作，为移动机器人的设计与构思提供了美好的前景。在这里主要介绍生物运动机理与仿生机构的设计构思，为开展仿生机构的研究提供入门知识。在仿生机械中，仿生机构作为仿生机械的重要组成部分，是模仿生物的运动形态﹑生理结构和控制原理设计制造出的功能更集中效率更高﹑应用更加广泛并具有生物特征的机构，是仿生机械中完成机械运动的物质载体。模仿生物的形态、结构和控制原理设计制造出的功能更集中、效率