基于Simulink的仿手指自适应柔性夹具支腿液压系统仿真

悬臂支腿系统是仿手指自适应柔性夹具的重要组成部分。建立支腿液压系统的数学模型与仿真模型,分析系统的稳定性。改变模型的主要参数,对系统进行仿真。仿真结果表明:系统稳定性和动态性能受泄漏系数和放大器增益系数的影响较大;采用PID控制后,系统的性能得到进一步的改善。

多关节仿手指结构的灵活软体执行器

在目前的研究中心,软体夹持执行器一般采用气动的形式进行控制,具有延展性的优点。在这一特征的改进与提升下,通过模仿人手多关节的特点,开发了一种由多种软复合材料构成的新型软体执行器,通过围绕空腔缠绕的细线施加的环向束缚,提高驱动部分的径向驱动力。因此在保持原有柔软性的前提下,可以通过提高主体部分的弯曲角实现夹持性能的提高。并建立D-H运动学模型,对本结构的位姿进行了较为准确的描述。最后通过实验测量了各关节的弯曲角与机构的夹持性能,证明该结构设计在实际应用中是可被广泛应用的。

浅谈基于仿手指的末端执行器研究进展及发展趋势

本文从工业、农业以及医疗康复三个方面综述了国内现有仿手指末端执行器的研究现状,对其中的关键技术进行总结,包括结构设计、智能识别与处理技术、柔性技术、人机交互技术。最后浅谈其仿手指末端执行器的发展趋势。

基于骨架的气动软体仿人手指制造与实验探究

针对软体机械手指存在弯曲角度小或抓取长度不可变等问题,设计出一种新颖的骨架软体仿人手指。该手指通过在驱动器内部嵌入伸缩骨架并在骨架上设置气道,解决了驱动器伸长时需要保持高刚度和气管连接处气密性薄弱的问题。嵌入刚性骨架并没有破坏软体仿人手指的柔顺性,反而提高了手指的刚度和弯曲位置的控制精度。文中介绍了基于骨架的气动软体仿人手指的详细制备过程并对制备好的手指进行了弯曲、伸长、指尖压力和抓取等实验。实验结果表明,该仿人手指在抓取领域具有良好的应用前景。

梁交叉柔性铰链的仿人手指设计与仿真分析

仿人手指是仿人手结构的重要部分,结合柔性铰链结构,提出了一种梁交叉柔性铰链的仿人手指结构。首先通过有限元仿真分析对比了两种梁交叉柔性铰链关节结构以及直梁柔性铰链关节结构的综合性能,然后设计了一种绳驱动的三梁交叉柔性铰链的仿人手指结构并对该仿人手指结构进行有限元仿真分析,得到了其绳驱动力和绳驱动长度的关系。此设计与分析为柔性铰链结构的仿人手指设计提供了新的思路,具有一定的参考价值。

新型集成化仿人手指及其动力学分析

研究了一种新型的集成化仿人手指。这种手指有两个主要特点:采用微直线驱动器和腱传动相结合的方式驱动手指,实现了机械本体和驱动系统的集成;采用差动机构设计了轴线相交的2自由度基关节,手指末端的两个关节是机械耦合的。系统地分析了手指的运动学和动力学,为灵巧手的优化设计和控制奠定了基础。

仿人手指的运动学分析与研究

设计了一种具有独立电机驱动、采用钢丝绳耦合连杆机构传动的多自由度仿人手指,并建立了手指机构的简化模型。同时,基于运动学分析得到了手指运动学模型正解,选取适当手指机构尺寸及各关节的转角范围,通过仿真获得了指端的工作空间。分析比较了有无耦合连杆2种手指各指节的运动位移与时间之间的关系,采用的耦合连杆传动,克服了无连杆传动过程中3个指节间在各个方向上的运动位移明显不一致性。为假手的抓取动作规划、运动姿态控制以及结构优化设计提供了进一步研究的基础。

基于改进蚁群算法的仿人手指优化设计

手功能障碍是现阶段亟待解决的问题。针对患者手部不能自如运动的特点,设计一款单自由度的手指,以此实现对手指的运动和力的传动,解决手指结构的复杂和笨重的问题。在仿人手指优化过程中,常规的蚁群算法易出现停滞现象、收敛速度慢的情况,因此将蚁群算法和遗传算法融合,并在每次迭代过程中,首先依据信息量来选取解分量的初值,之后根据变异操作来确定解的值。仿人手指的机构约束较多,且运动轨迹需最佳逼近给定的运动规律,应用改进蚁群算法对仿人手指进行优化设计,得到各杆长最优解,且优化结果安全可靠,是仿人机械手的新尝试。

基于骨架的气动软体仿人手指设计与仿真分析

针对现有的软体机械手手指存在弯曲形态单一、运动范围小等缺点,设计了一款基于骨架的气动软体仿人手指。该手指由3个弯曲驱动器和2个伸长驱动器的交叉组合而成,既能通过弯曲驱动器灵活地实现复杂弯曲动作,又能通过伸长驱动器控制运动范围。文中通过对基于骨架的气动软体仿人手指结构进行设计,使用Abaqus仿真软件对弯曲驱动器和伸长驱动器进行有限元仿真分析,得到2种软体驱动器在不同参数下的气压-位移变化曲线。根据仿真结果可以得到最佳结构参数,同时说明该软体仿人手指的设计具有可行性。

基于正交试验的仿人手指传感器多参数分析与优化

针对目前空间机器人仿人手指触觉传感器灵敏度低的问题,引入了正交试验进行结构参数分析与优化。在ANSYS软件中建立了仿人手指传感器中内部导电液体简化湍流模型,针对流体的粘度、管径、内部压强、管道弧度四个参数,采用多因素正交试验优化得到了经由流体衰减最小的四种参数数值。优化前后的手指传感器数据采集对比结果证明,优化后的传感器响应更快、获得数据准确性更高,可作为后续研究的参考。

欠驱动机构的运动学分析及应用研究

欠驱动机构是指驱动数少于机构自由度数的一类机构,近些年来对于欠驱动机构的研究主要集中在欠驱动机构的控制策略上,对于欠驱动机构运动规律的研究却不多。探讨了欠驱动机构的运动规律——阻尼最小定理,通过仿真验证了该规律,并将其拓展到四杆机构。运用此规律对于欠驱动仿人手指进行了运动状态分析。最后给出了一些欠驱动机构的应用实例。