机械手设计开题报.pptVIP

随形抓取机械手的设计及 运动实现 姓 名 : 王熙杰 专 业 ： 机械工程 学 号 ： 0614109 一、课题来源 二、课题的研究背景及意义 三、国内外研究现状及存在的问题 四、论文拟研究内容 五、论文进展安排 六、参考文献 目录 一、课题来源 二、课题研究背景及意义 机器人是新兴的跨学科综合性高新产品，涉及机械、电子、计算机 、控制理论 、仿生学 、人工智能 、传感器技术等学科领域和交叉学科 。作为机器人一个重要组成部分的机械手是一个高度集成化,智能化的小型机构,其设计与研究也涉及机械、计算机、自动化、电子、材料等多门学科,它作为末端执行器,在一定程度上也体现了承载机器人的工作能力。 通常，工业自动化中使用的机械手，都是简单的夹持器，只能实现简单的开合动作，应用具有很大局限性。出现这种情况的主要原因有： 二、课题研究背景及意义 抓取稳定性、可靠性低； 对抓取物体形状自适应性差； 质量重，不能实现微小的位姿调整。 目前，社会对企业生产的产品的技术水平要求越来越高，生产的产品品种形状成千上万，人们迫切从有毒、有害、高温或危险的工作环境中解放出来愿望等原因, 随着科技水平的提高以及经济的发展,机械手的应用领域还在不断的扩大,概念也在不断地拓展,不再局限于搬运、焊接以及大批量作业的机械手,而是机械手不仅可以替代人手完成一些简单的操作,还能进行更加复杂的随形抓取和操作。随着机械手研究的深入和各方面需求的巨大增长, 研制一款结构简单，稳定、可靠、重量轻、对抓取物体形状具有自适应性的随形抓取机械手具有重要的实际意义。 二、课题研究背景及意义 目前,国家对康复工程的发展非常重视,据统计,我国将近6000多万的残疾人中有多达900万为肢体残疾的人,能够研究出帮助残疾人进行正常活动的仿人具有随形抓取机械假肢手具有重要的现实意义。 我国正在大力发展和研制新型航天器,能够制造出在航天器的船外进行操作的智能太空机器人智能机械手也具有重要意义。 二、课题研究背景意义 三、国内外研究现状及存在的问题 国外现状： 德国宇航中心的必威体育精装版研究成果：该款灵巧手在功能和外形上都与人手十分相像，其手指的每个关节分别由一个袖珍电机驱动，可以彼此独立工作。 三、国内外研究现状及存在的问题 英国Shadow机器人公司开发的机械手基本能像人手一样运动，并具备人手大部分的抓取功能。另外该机械手的动力源采用气压驱动的方式，反应灵敏迅速。 三、国内外研究现状及存在的问题 苏格兰触摸仿生（Touch Bionics）公司的必威体育精装版产品 公司宣称，必威体育精装版的这款名为 i-limb机械手是目前最灵活，最易于操作的机械手。它的每根手指都能根据物体形状不同进行弯曲，无论是智能手机，还是杯子、小球，甚至是一个硬币都能轻松拿起。在严格的训练之后，使用者可以将这种机械手的功能发挥到极致。（帕特里克·凯恩是英国首位装配智能仿生机械手的人 ）如下图 ： 三、国内外研究现状及存在的问题 国内现状： HIT/DLR 四指机械手是由哈尔滨工业大学机器人所和德国宇航中心共同研制的仿人多指机械手，由四根手指组成，食指、中指和无名指均具有三个自由度，拇指除了具备三个弯曲自由度以外，还有一个类似人手拇指侧向摆动的自由度，共13个自由度。该机械手操作非常灵活，能像人手一样抓取不同形状和尺寸的物体，同时在复杂程序的控制下，还可以弹奏钢琴。但由于该款灵巧手的驱动控制系统全内置在灵巧手内部，所以该灵巧手的尺寸无法进一步缩小，并且由于该灵巧手高度的操作灵活性，其手指表面布满了各种类型的传感器，共计有1600多个，除此之外，还有 600 多个机械零部件，结构比较复杂。 三、国内外研究现状及存在的问题 北京航空航天大学机器人所也先后研发了BH系列多指机械手。BH-3是基于斯坦福机械手的原理研发的一款灵机械手手，该款机械手实际上是靠各指节之间的耦合运动来实现对物体的自适应性，当手指末端的位置确定以后，整个灵巧手的形态也就随之确定，操作的适应性性有限。进一步研发BH-4 灵机械手，手掌决定了四根手指在手掌上的布局，通过设计不同的手掌结构，整个灵巧手可以呈现拟人状和非拟人状，而手指只能实现自适应包络 。 三、国内外研究现状及存在的问题 通过国内外现状对比可知抓取机械手存在问题有: 对抓取物体形状适应性差； 控制结构复杂，重量体积过大； 制造成本昂贵。 四、论文拟研究内容 1）随形抓取机械手总体设计 2）随形抓取机械手的运动学与静力学分析 3）随形抓取机