仿人机械手臂一体化结构设计及其控制系统

随着人类生活水平的不断提升,以及各类与机器人有关的科技也在飞速发展,因此,对类人机器人的研究也在不断增加。其中,拟人机械手是其中的一个关键部件,因此,开展仿人机械手的设计和研究,具有十分重要的现实意义。在此背景下,该文章主要针对仿人机械手臂一体化结构设计进行了分析,并且对相应的控制系统进行了探讨,除此之外还提出了相应的意见和建议,希望能给有关人员带来帮助参考。

基于步进电机控制的仿人机械手臂抓取移动系统设计

为了改善传统机械手臂精准性差和智能性不足的问题,提出了基于人体手臂关节模型而设计的步进电机驱动自动机械手臂抓取系统。设计以嵌入式ARM微处理器LPC2148为控制核心,机械手爪指端压力传感信号采集电路等,实现自动控制机械手臂抓取物体的动作与力度,并基于三维示教存储编程对机械手臂自主抓取动作的驱动程序进行了改善提高。通过实验结果表明,该系统可以有效模拟真人手臂的抓取动作,能抓取不同形状的物体到指定地点,其可靠性、智能性与控制的精准性都得到了验证。

基于AVR平台的六自由度仿人机械手臂控制算法研究

传统机械手臂各关节常用电机来驱动,其驱动系统较为复杂,设计难度较大。提出以AVR为控制平台,以舵机作为机械臂各关节驱动,并着重介绍了基于舵机特有的工作方式而提出的一种可以对该机械臂各关节运动速度、方向和运动量进行控制的算法。该算法同时还具备可扩展性等优点,即可以对由舵机驱动的更多自由度的机械手臂进行实时控制。

轻型仿人机械手臂集成研发平台ArmPlant的设计与实现

建立了一个轻型仿人机械手臂集成研发平台ArmPlant,该平台基于ODE物理引擎计算,采用Visual C++、Matlab混合编程开发,集外形尺寸设计、质量分布、关节扭矩评测、运动学及逆运动学计算、动作规划与仿真、人体动作采集和再现、运动控制、样机硬件驱动、运动特性评测等功能于一体,可用于仿人机械手臂的快速研制过程。实践过程中,基于该平台设计并实现一款8-DoF仿人机械手臂,并选取物体连续抓取、人体动作跟踪再现这两个场景,对ArmPlant整体功能及机械手臂运动特性进行评测。仿真实验及样机实验均表明ArmPlant功能较完备、计算及控制准确、交互性强,能有效支持轻型仿人机械手臂的研发全过程,显著提高研发效率。

典型机械手臂研究现状综述

机械手臂的类型日渐多样化,设计出更加经济实用的机械手已成为当今学术界的热点。本文综述了机械手臂的结构功能、发展现状、应用领域等问题,同时论述了应用较为广泛的关节型机械手臂、仿人机械手臂、柔性机械手臂和并联机械手臂的机构特点、应用场合及存在的问题等。机械手臂作为机器人领域的重要分支,涉及诸多领域的交叉与融合,本文的研究将对机械手臂的未来发展提供指导。