仿人機(jī)械手結(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)研究.pdf

1、仿人機(jī)械手從假肢起源，經(jīng)歷了若干代的發(fā)展，現(xiàn)在已進(jìn)入相對(duì)成熟的發(fā)展階段，它是一個(gè)高度集成化和智能化的機(jī)電一體化系統(tǒng)。作為仿人機(jī)器人的末端執(zhí)行器，仿人機(jī)械手結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以比人手更為強(qiáng)壯，動(dòng)作更為迅速，但就任務(wù)執(zhí)行的廣泛性和復(fù)雜性來說，由于驅(qū)動(dòng)器、傳感器以及控制策略等方面的限制，其尚不能與人手的靈巧操作能力相匹敵。因此，仿人機(jī)械手在對(duì)人手外觀、結(jié)構(gòu)以及抓取操作的模仿之外，更需要結(jié)合其優(yōu)勢(shì)，針對(duì)能夠保證操作任務(wù)順利進(jìn)行的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。本文

2、從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究：
　　設(shè)計(jì)了仿人機(jī)械手的模塊化結(jié)構(gòu)，對(duì)其做了手指運(yùn)動(dòng)學(xué)和靜力學(xué)以及工作空間分析，并進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明：該仿人機(jī)械手具有良好的機(jī)械結(jié)構(gòu)性能和具備較大的抓握空間，能夠滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　給出了仿人機(jī)械手總體控制方案，對(duì) DSP芯片、復(fù)雜可編程邏輯器件 CPLD、電源芯片、傳感芯片等主要硬件進(jìn)行了分析與選型，并對(duì)電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、通訊模塊和傳感信號(hào)處理模塊等主要子系統(tǒng)硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

3、>　　結(jié)合次勝者受懲罰(RPCL)算法和遞歸最小二乘(ROLS)算法，改進(jìn)了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；建立了單手指神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)特性模型，并設(shè)計(jì)了控制器，經(jīng)穩(wěn)定性理論分析和仿真可知：該控制方法是穩(wěn)定的，具有很小的跟蹤誤差，并且能夠有效地控制未知的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和外界干擾。
　　構(gòu)建了控制系統(tǒng)軟件總體及其主要模塊框架，搭建了仿人機(jī)械手實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并開展了單手指以及整手抓取控制實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：該仿人機(jī)械手具有良好的單手指控制性能且具備較好的某一物