拟人机器人手多指欠驱动机构研究

欠驱动机构具有增加抓取稳定性、降低控制难度等优点得到广泛研究.与实现单个手指的多关节动力传递的传统欠驱动机构设计思想不同,提出了一种新型多指欠驱动机构.该机构利用设置于关节轴上的扭簧实现了单个电机对多个手指根部的驱动.经分析,给出了该机构的主要参数设计原则.该机构可以作为拟人机器人手的食指、中指、无名指和小指的根部关节,使机器人手在抓取物体时,四个手指能够自动适应不同形状和尺寸的物体,产生适当的抓持力,抓取稳定性高,控制容易.     

三指机器人手的操作过程及其控制

描述了 3指机器人手的各种操作过程 ,用一台工业控制计算机完成手指运动、手指抓力与手指转角定位等控制以适合各种操作过程。经计算机动态仿真和实验 ,结果表明这种手爪能适应不同形状、软硬物体的抓取 ,可用于教学、科研和一般工业应用领域。     

欠驱动多指节机器人手的抓力分析

对欠驱动多指节机器人手的抓力进行了分析,给出了直指和曲指抓取物体时的抓力方程,并对手指抓力作了动态仿真。手指抓力分析为多指节手的机构与力控制设计提供了理论基础。     

欠驱动两指多指杆机器人手的操作过程与抓力分析

欠驱动两指多指杆机器人手仅用一台驱动电机就能以直指或曲指方式履行各种工业操作任务。文中描述了欠驱动两指多指杆手的操作过程与手指的抓力分析 ,并对手指抓力作了动态仿真。与现有的欠驱动机器人手相比 ,这种多指杆机器人手的结构更为简单紧凑 ,且能减少控制的复杂性、重量和成本 ,并能实现多功能地抓取不同物体的能力     

机器导盲犬的设计与实现

该文阐述了现有导盲机器的类型,探讨了用能力风暴机器人实现机器导盲犬的方法,通过程序设计完成了机器导盲犬的实际试验。试验结果表明,所提出的方案和设计是可行的,在此原理基础上研制实用的产品是完全可能的。     

气动机器手的设计和实现

结合现代工业自动化系统中机器手工作的特点和要求，研究分析了利用现代气动技术设计和实现气动机器手的方式和方法。     

新型欠驱动拟人假肢手指的设计与分析

根据欠驱动原理设计了一种用于拟人假肢手的新型欠驱动手指.通过静力学分析得到了手指抓取力的表达式以及影响因素.通过分析和仿真表明,该欠驱动手指结构简单,并具有很强的抓取形状自适应能力,抓取性能优异.这种设计和分析方法为拟人假肢手指的设计提供了一种新的思路.     

具有形状自适应的欠驱动拟人机器人手指

为了实现使用较少驱动器获得较多的自由度,从而在不增加控制难度的前提下,更好地抓取物体以及增加手的拟人化,需要研究欠驱动机械手指装置。提出了一种新的设计思想,以此为指导设计了一种机械手指装置,并对其主要设计参数进行了详细分析。试验证明,该装置可以作为机器人拟人手的一个手指或手指的一部分,用以实现机器人拟人手较少驱动器驱动较多的手指关节自由度,并具有抓取不同形状、尺寸的物体的自适应性,降低了装置对控制系统的要求。该装置外形与人手的手指相似,结构简单、可靠、易加工、体积小和重量轻。     

形状记忆合金驱动的柔性仿人手设计与分析

为提高服务型机器人仿人手的逼真度,从仿生的角度出发,提出一种基于形状记忆合金(S M A)丝驱动的柔性仿人手.设计了仿人手的仿生结构,推导了基于SM A丝的软手指驱动模型,并在制造的软手指上通过实验验证了模型的准确性.最终搭建了完整的柔性仿人手样机,可以实现与人握手和简单的手势展示.     

拟人机器人运动学分析

由于拟人机器人自由度数目众多而且不存在一般工业机器人那样的固定基座,使用常规方法对其进行运动学分析并不是很合适。仿人机器人的13杆几何模型提出了一种新思路,即利用统一的模型对拟人机器人任何动作进行运动学的分析计算,并推导出了拟人机器人正、逆运动学的计算公式。最后利用3DS MAX3.0进行了动画仿真,验证了该方法和所推导公式的正确性。     

仿人机器人构型

对人形机器人构型的研究现状进行综述,分析国内、外现有人形机器人普遍采用的串联构型的特点;介绍人体的结构,对关节、肢体构成与运动进行简化,建立人体的简化构型;利用基本运动单元,以人体构型为原型,从结构、运动、功能仿生的角度出发,在多自由度关节处引入并联机构,采用等效机构替代关节及组合方法,构建人形机器人构型,得到肢体并联、混联(串、并联共存)构型与整体混联构型。试验证明,采用该类构型可使机器人肢体末端的运动更灵活、平滑连续;改善输出状态,提高机器人的机动与操作能力;使机器人刚度大、承载力大、运动稳定性高。丰富了人形机器人构型,为人形机器人设计提供理论依据和更多的构型选择。     

DESIGN OF A NOVEL DEXTEROUS ROBOT HAND

In the robotic community more and more hands are developed. Based on the experience of HIT Hand and DLR Hand Ⅱ, a smaller and easier manufactured dexterous robot hand with multisen-sory function and high integration is jointly developed. The prototype of the hand is successfully built. It has 4 fingers in total 13-DOFs (degree of freedom). Each finger has 3-DOFs and 4 joints, the last 2 joints are mechanically coupled by means of four-bar linkage mechanism. It also has an additional DOF to realize motion of the thumb relative to the palm. The fingertip force can reach up to 10N. Full integration of mechanical body, actuation system, multisensory system and electronics is a significant feature. DSP based control system is implemented in PCI bus architecture and the serial communication between the hand and DSP needs only 2 lines.     

轮式移动宜人机器人可变刚度腰部机构设计

轮式移动宜人机器人是一个仿人机器人技术研究平台,它由正交轮式移动平台、腰部、双臂、躯干及头部组成。仿人机器人腰部的构成对其运动学、动力学性能起着重要的作用。分析了目前仿人机器人腰部机构存在的问题,提出了一种具有可变刚度特征的仿人机器人腰部设计方案。设计方案使仿人机器人具有良好的柔顺性,提高了机器人与人协作时的安全性、稳定性和抗干扰能力。着重分析了腰部机构的运动学、动力学以及可变刚度特性。     

MECHANISM DESIGN AND MOTION ANALYSIS OF A SPHERICAL MOBILE ROBOT

A new spherical mobile robot BHQ-1 is designed. The spherical robot is driven by two internally mounted motors that induce the ball to move straight and turn around on a flat surface. A dynamic model of the robot is developed with Lagrange method and factors affecting the driving torque of two motors are analyzed. The relationship between the turning radius of the robot and the length of two links is discussed in order to optimize its mechanism design. Simulation and experimental results demonstrate the good controllability and motion performance of BHQ-1.     

小型轮履腿复合式机器人设计及运动特性分析

针对在室内外环境下对小型移动机器人的运动要求,综合轮式、履带式和腿式运动机构的优点,研制开发了一种多运动模式的小型轮履腿复合式移动机器人。该机器人可以进行轮式高速运动、履带或腿式越障等多种模式的运动。对其运动特性、越障性能、自动复位功能进行了详细的分析。采用的嵌入式控制系统保证了机器人功耗低、可靠性好、实时性高的控制要求。试验表明,这种移动机器人运动灵活,具有很好的环境适应性和较高的越障能力。     

多指手的操作灵巧性设计

将多指手的设计分解为手指机构的灵巧性设计及手指的合理布位两个子问题。针对子问题一,以手指雅可比矩阵条件数的倒数为位形操作灵巧性指标确定了合理的手指杆长比例及指端的灵巧操作区间。以灵巧操作速度和灵巧操作力为指端操作灵巧性指标,给出了确定手指驱动器功率的算法。对于子问题二,根据操作灵巧性对各指端灵巧操作区间相对位姿关系的要求,给出了手指布位的一般性原则。     

两足机器人步态的参数化设计及优化

在建立两足机器人7杆动力学模型的基础上，对迈步腿质心进行抛物线运动规划以达到两足机器人在动态步行时侧向的自平衡。利用上身的前后摆动进行前向平面的动态补偿，然后，按动态补偿量最小的条件用遗传算法对机器人的步态进行了参数化优化设计，最后进行了动态仿真。     

STEP后处理器的设计及实现

ＳＴＥＰ是ＩＳＯ制定的关于产品数据表达和交换的国际标准。ＳＴＥＰ文件是能够完整地表达产品定义数据的中性交换介质。本文介绍了ＳＴＥＰ后置处理器的设计原理及实现方法，作者运用了ＳＴＥＰ产品数据表达和数据交换的思想，根据ＳＴＥＰ文件结构及符号（Ｔｏｋｅｎ）定义，开发了ＳＴＥＰ的词法分析器并根据不同的应用系统提出了相应的数据转换器的设计思想，从而为进一步实现ＣＡＤ／ＣＡＭ一体化提供一个重要的技术支持