三指灵巧手的三维建模和运动学分析

摘要

三指灵巧手的研究在精密机械、军事、工业、医疗器械等领域都有着很重要的现实意义和广泛的应用前景。本文介绍了国内外灵巧手的研究现状。采用模块化的思想对三指灵巧手的结构进行了总体设计。包括对活动手指的结构设计、固定手指的结构设计、手指转动机构的结构设计以及对整个灵巧手进行了装配。采用Solid works软件对多指灵巧手进行了三维模型的建立。
　　仿照人手的结构和比例参数，进行了三指灵巧手的具体结构设计，使其有良好的机械性。对手指的数目、材料、结构形式、传感器的选用及布置、手指的截面结构形式，各关节运动的驱动方式及传动方式，各关节长度及回转关节的回转角度、各手指之间的相对位置及姿态等方面做了具体的设计。
　　根据力的雅克比矩阵，进行了静力学分析计算，求出了各个关节的驱动力矩。根据计算出的结果，进行了电机选型和轴承的选择。
　　然后对灵巧手固定手指和活动手指进行了运动学分析，求出了其正逆解。
　　最后基于ADAMS/View进行了灵巧手的运动学研究。将SolidWorks中建立的三维模型导入ADAMS中，对灵巧手进行了运动学仿真，验证了运动学理论分析的正确性，输出各手指的运动轨迹图。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 本课题的研究背景和目的意义

1．2 灵巧手国内外研究情况及其发展

1．3 本文的研究思路和主要内容

2 三指灵巧手的结构设计和三维建模

2．1 多指灵巧手设计的构思和方法

2．2 三指灵巧手主要内容

2．3 三指灵巧手的三维建模

2．4 本章小结

3 灵巧手的静力学分析与电机选型

3．1 引言

3．2 灵巧手的抓取规划

3．3 静力学分析计算

3．4 电机选型

3．5 轴与轴承的选型

3．6 本章小结

4 三指灵巧手的运动学分析

4．1 刚体位置姿态的描述

4．2 全驱动三指灵巧手的运动学分析

4．3 位姿方程的正向解

4．4 三指位姿方程的逆解

4．5 本章小结

5 基于ADAMS的运动仿真

5．1 ADAMS软件简介

5．2 运动学分析流程

5．3 灵巧手基于ADAMS的运动仿真

5．4 灵巧手的运动轨迹图

5．5 本章小结

6 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况