球面五桿變胞機(jī)械手運(yùn)動(dòng)分析與手掌綜合

1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文球面五桿變胞機(jī)械手運(yùn)動(dòng)分析與手掌綜合姓名：鄭金勇申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論指導(dǎo)教師：王德倫20061201鄭金勇：球面五桿變胞機(jī)械手運(yùn)動(dòng)分析與手掌綜合G e o m e t r i c A n a l y s i s a n d P a l m S y n t h e s i s o f t h eS p h e r i c a lF i v e —b a rM e t a m o r p h i c

2、 R o b o t i c H a n dA b s t r a c tT h i s d i s s e r t a t i o nd e s c r i b e s a n o v e l r o b o t i c h a n dw i t h a m e t a m o r p h i c p a l m ．w h i c hi S d i f f e r e n tf r o mt h e t r a d i t i o n

3、 a ls t r u c t u r eo f a r o b o t i cb a n d ．B a s e d o na n a l y s i so f t h eg r a s p i n go p e r a t i o na n d w o r k s p a c eo f t h er o b o t i ch a n d ，an e w a p p r o a c ho fs y n t h e s i sf o rs

4、 p h e r i c a l f i v e —b a rm e t a m o r p h i c p a l m i sp r e s e n t e d i nt h ed i s s e r t a t i o n ．A tf i r s t ，t h ek i n e m a t i c sm o d e lo f a2 - D O F s p h e r i c a l5 Rp a r a l l e lm e c h

5、a n i s mi se s t a b l i s h e d ．T 1 l i Sm o d e li Sd i s c u s s e dt h r o u g hd i s p l a c e m e n tm a t r i xm e t h o di n d e t a i l s ．T h e f i n g e r - o p e r a t i o np l a n ea n dt h ew o r k s p a

6、c et r i a n g l e a r ei n t r o d u c e dt o s t u d yt h ec a p a b i l i t yo f t h e m e t a m o r p h i c p a l m ．S e c o n d l y , t h eq u e s t i o nf o r f o r m i n gas p h e r i c a l f i v e —b a r m e t a

7、m o r p h i cp a l m i sb r o k e nd o w n i n t ot w o r e l a t i v e l yi n d e p e n d e n t s u b —q u e s t i o n s ．T l l ef i r s to n e i st Oc r e a t ea n o p e n l o o po ft h r e e s p h e r i c a l l i n k

8、s ，o nw h i c ht h et h r e e f i n g e r s C a na c h i e v e am a x i m u m w o r k s p a c e ．I t sm a t h e m a t i c a lm o d e l i s n o n l i n e a r a n dn o n - d i f f e r e n t i a lw i t hm u l t i p l e c o

9、n s t r a i n t s ．T h e p r o b l e mi s r e s o l v e d b y g e n e t i ca l g o r i t h m f o l l o w e d b yB F G S ’S m e t h o d ．1 1 1 es e c o n d o n e i s t os e a r c ha p p r o x i m a t ec h a r a c t e r p

10、o i n t so n m o v i n gs p h e r i c a ll i n kw i t hd e s i g n e dw o r k s p a e e a n d t o t h e ng e n e r a t e t h em e t a m o r p h i cp a l m ，w h o s e m a t h e m a t i cm o d e l i sa l s on o n l i n e a

11、 r a n d n o n - d i f f e r e n t i a l ，c o n s t r a i n e db ym a n yc o n d i t i o n s ．T l l i si sa k i n do f s p e c i a ln o n - d i f f e r e n t i a lm a x - m i n io p t i m a lp r o b l e m 晰t l li n e q u

12、 a l i t yc o n s t r a i n t s ．B yt h em e t h o do fS a d d l e - p o i n tP r o g r a m m i n ga n dm a x i m u me n t r o p y , t h ep r o b l e mC a l l b et r a n s f o r m e di n t o ad i f f e r e n t i a l o p

13、t i m a lp r o b l e mw i t hs i n g l eo b j e c t i v e ．G e n e r a l l y a l lo p t i m a l r e s u l t d e p e n d so nt h ei n i t i a l p o i n t ．I nt h i sd i s s e r t a t i o n , a s e r i e s o fg o o di n i

14、t i a l p o i n t s i s p r o d u c e d a u t o m a t i c a l l y b yg e n e t i ca l g o r i t h m ．F i n a l l y , s y n t h e s i s r e s u l t sa r e g i v e n t oi l l u s t r a t et h ee f f e c t i v e n e s so f

15、t h e a p p r o a c h ．3 D C A D m o d e l i n g i Sp r o v i d e d t os h o w t h ed e s i g n e dp o s e s o f t h e r o b o t i c h a n d ．K e y W o r d s ：s p h e r i c a lf ' w e - b a r , m e t a m o r p h i cm

16、 e c h a n i s m s ，m u l t i f i n g e r e dr o b o t i ch a n d ，o p t i m u m s y n t h e s i s ，g r a s p ，a d a p t i v e s a d d l e - f i t t i n g , g e n e t i c a l g o r i t h m ，s a d d l e - p o i n t p r o