柔性机械手

摘要： 针对双臂柔性机械手末端控制,考虑关节电机动态特性和模型参数的不确定性,提出一种非线性滑模控制方法。建立柔性机械手与关节电机的联合模型,并利用输出重定义的方法实现系统模型的解耦,并解决其非最小相位问题。重定义子系统和柔性模态子系统两部分。针对重定义子系统,设计一种非线性滑模控制器,可同时实现重定义输出变量和关节电机动态的鲁棒控制。推导出分解后的柔性模态在平衡点邻域的状态空间中的表达式,并基于李雅普诺夫稳定性理论,建立输出重定义系数与系统稳定性的约束关系,推导出双机械手末端位移的误差范围。仿真结果表明:关节电机动态的影响不可忽略,所提方法可显著改善系统响应性能。

摘要： 针对轴向大变形的柔性机械臂姿态检测问题,在传统分段恒定曲率(CPCC)传感检测模型的基础上,提出了基于光纤光栅(FBG)的改进型分段恒定曲率(IPCC)传感检测模型。对CPCC的运动学模型进行了优化,考虑了非线性柔性材料变形而引起的附加变形,定量分析了FBG应变和耦合应变之间的关系。根据实验结果分析表明,应用IPCC传感检测模型检测位姿坐标的最大误差不超过0.75 mm,欧拉角的最大误差小于1%,验证IPCC算法对大变形柔性机械臂空间姿态检测中具有较高的精度,能为实现反馈控制提供可靠的反馈数据。

摘要： 为了满足工业领域中形状多变、物性多样、尺寸不一的复杂目标件抓取需求,模仿人手指关节并依据双指贴合抓取原理,设计达到包络贴合状态的双指柔性机械手.分析目标件外形轮廓的结构特点,提取目标件轮廓的抓取特征,获得柔性机械手的结构运动原理.根据柔性机械手运动原理,进行目标件包络夹取过程的数学建模与仿真分析,搭建平台验证柔性机械手的性能.该机械手由柔性机械手指、驱动部件和位置补偿机构组成,可以实现圆柱体、圆锥件、长方体类零件的适应性抓取,具有较高的抓取可靠性与稳定性.

摘要： 水产养殖是世界范围内食品领域发展最快的行业之一,为人类提供了超过一半的水产品。但是,水产养殖目前面临机械化、自动化程度较低以及产量及效率不高等问题,因此迫切需要转型升级。水下机器人是一种机动灵活的水下作业装备,与传统的水下作业手段相比,在作业方式、范围、适应能力等方面具有明显的优势,应用于水产养殖监测及作业后,有望改变现有养殖模式,推进水产养殖业向机械化、工程化、智慧化、智能化转型,缓解水产养殖业的发展危机。尽管水下机器人近年来得到了蓬勃发展,但是目前在水产养殖业的推广应用仍非常有限,而且尚有诸多技术瓶颈未得到解决。本文面向水产养殖水下机器人的应用实际,对水质监测、视频监控及传输、目标识别与定位、高精度水下导航、智能规划与控制、机器人-机械手系统精准作业等关键技术进行了详细分析,并展望了未来的发展方向,以期为水产养殖水下机器人的研究和应用提供综合性参考。

摘要： 为解决果实自动采摘的精准控制问题,设计了一款机器人柔性采摘机械手.详细介绍了机械手爪、连接件、气动控制等机构的设计原理,并基于西门子S7-200型PLC设计了机械手的电气控制回路和循环采摘程序,通过在果园现场采摘试验发现:该款机械手运行的柔性效果良好,采摘成功率为100％,没有出现掉果、漏摘等问题.

摘要： 本文就当下柔性关节机械手的自适应控制进行详细研究。发现当机械手的系统参数较为准确的时候,其传统的反演控制算法可以基于实际状态反馈信息,对柔性关节机械手实现良好的控制。但是,若出现误差,会导致传统的控制方式下需要对关节加速度进行反馈,同时由于柔性机械手的控制信号当中有着噪声,就会对系统的动态品质造成一定影响。

摘要： 采用自动化装配技术已成为一种重要趋势,而传统的装配设备都是以刚性机械手的应用为主,容易损坏电子元器件。文章分析了一种柔性装配机械手在电子装配生产车间的应用,希望可以为相关领域提供一个新的视野。

摘要： 针对传统机械手结构复杂、适用性差等缺点,综合已有柔性机械手的优缺点,基于变色龙舌头在捕食时的变形特性,利用电机驱动,设计了一种仿生柔性机械手.该机械手采用无指结构,利用直线电机推杆引导弹性硅胶膜的屈曲变形实现对目标的柔性抓取.首先根据柔性机械手的特性,建立了力分析模型,分析了抓取过程中目标的受力状态.然后搭建了实验平台进行抓取实验,验证了模型的合理性.进行了机械手功能验证实验,实验结果表明该柔性机械手具有适应性高、灵活性强等优点,能够对大小和表面特性各异的物体进行可靠抓取.

摘要： 柔性机械手由机械臂体和执行器组成,在EAST装置的正常运行与维护中作用重大,该设备臂体需达到定位精度高及耐高温的要求,据此本文完成了位姿数据采集系统的设计,该系统主要采用磁线性编码器芯片和倾角传感器芯片,实现了臂体姿态的精确定位,与上位机通过CAN总线方式实现数据交换,可在高温环境下正常工作(115°C),系统整体控制过程及读取传感器信号主要由主控芯片完成,为采集电机的外表温度,结合温度传感器Pt100设计了调理电路,通过对高温、定位和姿态方面进行试验,结果表明该系统准确性较高且耐高温,满足设计的要求.

摘要： 本文在前馈控制中引入系统参数的自适应律,使前馈控制设计不需要复杂的先验知识;仿真结果表明,该算法很好地解决了柔性机械手的抖振问题,改善了系统的动态性能.

摘要： 在前馈控制中引入系统参数的自适应律,使前馈控制设计不需要复杂的先验知识;由神经网络实现变结构控制中的控制切换,由变结构控制律导出其拓扑结构.仿真结果表明,该算法很好地解决了柔性机械手的抖振问题,改善了系统的动态性能.

摘要： 研究了柔性机械手的末端位置跟踪控制问题.首先介绍了基于特征模型的全系数自适应控制理论和方法的发展情况,然后基于特征建模的思想和方法,给出了柔性机械手的多输入多输出线性时变的特征模型.基于所选取的特征模型形式,通过系统的输入/输出数据运用带有遗忘因子的递推加权最小二乘法在线辨识特征模型参数.依据在线得到的特征模型参数,实现跟踪前馈控删律与黄金分割自适应反馈控制律相结合的控制器参数的在线调整.最后,通过在预先完全不知对象模型的情况下,从平面两关节柔性机器人末端位置跟踪控制的数字仿真表明了此方法的可行性和有效性.

摘要： 文章描述了一种新型柔性机械手的研制.这种新型机械手能够实现拟人抓取中的平滑运动.手指外径10mm,由两个弯曲部分、一个连接部分组成,弯曲部分为偏心嵌有线性SMA驱动器的单元电机;介绍了SMA丝和弹性手指的尺寸规格设计和制作方法;详细研究了弯曲部分的机械特性并给出了基于电阻反馈的控制系统;最后设计制作了一个三指机械手,抓取实验证明;机械手能较好完成平滑拟人抓取.

摘要： 该文采用虚拟刚性臂假定和模态截断方法，运用Lagrange方程，并结合驱动电机的动态特性，推导了双连杆柔性机械手系统的动力学模型。该模型简洁完整，便于实际使用。在此基础上，为抑制柔性振动，作者提出了一种基于传感器的独立在节控制规律，并分析了系统的全局渐进稳定性。

摘要： 研究了单关节柔性机械手实验系统的模型优化辨识方法，根据关节角和应变对Ｄ／Ａ输出控制电压（或关节力）的响应，用ＭＡＴＬＡＢ得到了其相应的数学模型，模型的仿真结果和实验结果和实验结果较吻合，说明该文的优化辨识方法对于辨识单关节柔性机械手是行之有效的，可以作为控制器设计的基础。

摘要： 针对现代化工业中曲面化工件的广泛应用,曲面工件的检测需要越来越迫切,本文主要阐述柔性无损检测的定义,柔性检测技术在曲面工件检测中的重要应用.介绍柔性检测系统的构成及特点.阐述了柔性检测系统在现阶段面临的学术以及实施过程当中面临的问题.展示柔性检测系统针对圆筒类工件和开放型曲面工件的检测实例.

摘要： 由于单臂柔性机械手的不确定性，所以其控制器的设计比较困难。在众多的控制方法中，无源化的方法被广泛的应用于很多问题的研究。为此，本文介绍了通过能量控制方法为柔性机械臂设计控制器，并且通过仿真来证实这种方法的有效性。

摘要： 本文利用一个柔性宏/微机械手空间机器人结构,即在一台大型的柔性宏机械手的末端安装一台小型的微机械手,提高柔性空间机器人的作业精度.基于机器人摄动理论和正、逆运动学理论,推导利用微机械手的快速和精密运动消除柔性宏/微机械手误差的补偿理论.仿真结果证明了所提出的误差补偿理论能够有效地提高机器人末端点的定位和跟踪作业精度.

摘要： 本文利用一个柔性宏/微机械手空间机器人结构,即在一台大型的柔性宏机械手的末端安装一台小型的微机械手,提高柔性空间机器人的作业精度.基于机器人摄动理论和正、逆运动学理论,推导利用微机械手的快速和精密运动消除柔性宏/微机械手误差的补偿理论.仿真结果证明了所提出的误差补偿理论能够有效地提高机器人末端点的定位和跟踪作业精度.

摘要： 机械手手部（10）对具有圆筒形的固定部（101）和能够相对于固定部（101）进行旋转的圆筒形的可动部（102）的圆筒形工件（100）进行操作。机械手手部（10）具备：通过夹持固定部（101）把持圆筒形工件（100）的一组指部（12）；和设置于一组指部（12）中至少一个指部的旋转机构（40）。旋转机构（40）在由一组指部（12）把持圆筒形工件（100）的状态下使可动部（102）相对于固定部（101）进行旋转。

摘要： 本发明涉及一种用于驱动机械手的方法，所述机械手包括具有至少两个联接元件的元件链，其中第一联接元件在第二旋转轴上旋转铰接地与受驱动可以绕第一旋转轴转动的曲柄元件相连，第二联接元件在第三旋转轴上旋转铰接地连接到所述第一联接元件，其中在所述第二旋转轴上设置有用于所述第一联接元件的驱动装置，所述第二联接元件在其与所述第一联接元件相对的末端区域具有执行器旋转支点，其中所述方法如此设计：如此驱动所述曲柄元件和所述第一联接元件：所述执行器旋转支点在所述曲柄元件旋转期间按照确定的角度范围停留在静止位置上。根据本发明规定：为了缩短所述执行器旋转支点在所属静止位置上的停留时间，借助在所述第二旋转轴上的驱动装置在所述第一联接元件上施加转矩，所述转矩在期望的停留时间的时期内最大为所述转矩的5%，而这对于在缩短的停留时间情况下实现所述执行器旋转支点的停留而言是必需的。本发明还涉及一种用于执行该方法的机械手。

摘要： 本发明适用于软体机器人技术领域，提供了一种柔性手指，其包括手指段、变形段、牵引绳；所述手指段包括一个头端手指段、至少两个中间手指段和一个末端手指段，所述头端手指段、中间手指段和末端手指段中依次设置有头端导线孔、中间导线孔、末端导线孔；所述变形段包括头端变形段、中间变形段、末端变形段，所述牵引绳依次穿设于末端导线孔、中间导线孔、头端导线孔，所述牵引绳的头端与所述头端手指段固定连接，所述牵引绳可在中间导线孔、头端导线孔内活动；在所述牵引绳处于松弛状态时，所述变形段呈弯曲状态。本发明，可以适应不同尺寸的小物体抓取，结构和控制均较简单，抓取物体时具有较好的包覆性。

摘要： 以提高在插入部(6)的基端侧通过细长的驱动力传递部件(8)对配置在柔性的插入部(6)的前端的可动部进行操作的情况下的操作性或者进行控制的情况下的控制性为目的，本发明的柔性机械手用引导部件(11)设置于柔性机械手的插入部(6)，该柔性机械手具有细长且柔性的插入部(6)、配置在该插入部(6)的前端的可动部、配置在插入部(6)的基端的驱动部以及将该驱动部的动力传递给可动部的细长的驱动力传递部件(10)，该柔性机械手用引导部件(11)具有在长度方向上贯穿有驱动力传递部件(10)的腔(12)，该腔(12)具有绕着插入部(6)的长度轴扭转的形状。

摘要： 本发明公开了一种柔性机械手的关节驱动装置，该关节驱动装置包括圆柱形弹性壳和液压驱动器，该圆柱形弹性壳的一端设有通孔，与液压驱动器的出口连通；所述圆柱形弹性壳的通孔端与关节的固定端固定连接，另一端和关节的活动端活动连接。本发明利用新型柔性液压驱动元件构成能驱动机械手关节的驱动环和驱动链，使该机械具有更好的柔性和精确度；同时机械手手腕具有实时自锁能力，保证运动位置的准确性和稳定性。除此之外，手腕空间驱动环方案也是从空间的角度解决了手腕关节的柔性驱动。

摘要： 以提高在插入部(6)的基端侧通过细长的驱动力传递部件(8)对配置在柔性的插入部(6)的前端的可动部进行操作的情况下的操作性或者进行控制的情况下的控制性为目的，本发明的柔性机械手用引导部件(11)设置于柔性机械手的插入部(6)，该柔性机械手具有细长且柔性的插入部(6)、配置在该插入部(6)的前端的可动部、配置在插入部(6)的基端的驱动部以及将该驱动部的动力传递给可动部的细长的驱动力传递部件(10)，该柔性机械手用引导部件(11)具有在长度方向上贯穿有驱动力传递部件(10)的腔(12)，该腔(12)具有绕着插入部(6)的长度轴扭转的形状。

摘要： 本发明公开了一种机器人柔性机械手的关节驱动装置以及利用其的柔性机械手，该关节驱动装置包括圆柱形弹性壳和液压驱动器，该圆柱形弹性壳的一端设有通孔，与液压驱动器的出口连通；所述圆柱形弹性壳的通孔端与关节的固定端固定连接，另一端和关节的活动端活动连接。本发明利用新型柔性液压驱动元件构成能驱动机械手关节的驱动环和驱动链，使该机械具有更好的柔性和精确度；同时机械手手腕具有实时自锁能力，保证运动位置的准确性和稳定性。除此之外，手腕空间驱动环方案也是从空间的角度解决了手腕关节的柔性驱动。

摘要： 本发明公开了一种柔性机械手的关节驱动装置，该关节驱动装置包括圆柱形弹性壳和液压驱动器，该圆柱形弹性壳的一端设有通孔，与液压驱动器的出口连通；所述圆柱形弹性壳的通孔端与关节的固定端固定连接，另一端和关节的活动端活动连接。本发明利用新型柔性液压驱动元件构成能驱动机械手关节的驱动环和驱动链，使该机械具有更好的柔性和精确度；同时机械手手腕具有实时自锁能力，保证运动位置的准确性和稳定性。除此之外，手腕空间驱动环方案也是从空间的角度解决了手腕关节的柔性驱动。

摘要： 以低成本且高精度地对柔性机械手的弯曲状态进行推断并对柔性机械手进行精确地控制为目的，柔性机械手控制装置(2)按照控制参数对柔性机械手(4)的驱动构件(8)进行控制，所述柔性机械手(4)在插入到体内的柔性的插入部的前端具有可动部(7)，在基端具有对该可动部(7)进行驱动的驱动构件(8)，其中，该柔性机械手控制装置(2)具有：身体信息存储部(12)，其对供插入部插入的患者的身体信息进行存储；位置信息输入部(14)，其对插入到患者中的状态的可动部(7)的位置信息进行输入；以及参数调节部(16)，其根据存储在身体信息存储部(12)中的身体信息和位置信息输入部(14)所输入的位置信息对控制参数进行调节。

摘要： 本实用新型提供一种柔性机械手及应用该柔性机械手的无人机，涉及无人机领域。柔性机械手包括机械臂壳体、中空的柔性手、加压装置、驱动机构和牵引件。柔性手安装在机械臂壳体上，并连通形成密闭空间。加压装置和驱动机构设置于机械臂壳体的内部，柔性手包括可变形的吸头，牵引件的两端分别连接驱动机构和吸头。加压装置将密闭空间加压至预设值时，在驱动机构的驱动下，牵引件可牵引吸头朝机械臂壳体运动，并使吸头与物品之间形成负压；或者可释放其对吸头的牵引力，使负压消除。本实用新型提供的柔性机械手能抓取和释放不同位置、不同种类及不同形态结构的多种物品。本实用新型提供的无人机采用该柔性机械手，操作简单、灵活自由。