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。

荔枝采摘机器人拟人指受力分析与夹持试验

阐述了采摘机器人的新型拟人夹指机构,分析了夹持的力封闭性,建立了扰动条件下的荔枝母枝夹持模型,导出了一种夹持力计算方法;用压力机对结果母枝进行了夹持试验,建立了夹持力、母枝直径等与抓举重力间的关系,给出了定量描述;用机器人在野外环境下进行动态采摘试验,验证了夹指的可靠性。结果表明:所设计夹指结构能适合不同直径母枝的稳定夹持,对母枝损伤小;所建立的回归方程有效,夹指在外力扰动情况下可以实现稳定夹持;野外环境下使用15N夹持力采摘荔枝果串,夹持成功率为100%。

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。

气动柔性五指机械手结构设计及其抓取实验

根据仿生学原理,仿照人手外形设计了气动柔性五指机械手。该机械手手指结构采用模块化设计,由自主研制的气动单向弯曲关节和多向弯曲关节通过连接盘串联组合而成。在建立的机械手气动实验平台上,完成机械手的抓取实验。结果证明该机械手动作灵活,具有较好的物形适应性,可以抓取球体、圆柱体和长方体等多种形状的物体。

面向作业与人工智能的仿人机器人研究进展

以人类自身为原型参照的仿人全身机器人是国际机器人研究领域最具代表性的研究对象,也是机器人学、机器人技术以及人工智能的终极研究目标.针对国际上目前在仿人全身机器人、仿人头部、多指手、仿人双足步行机等方面理论与关键技术进行了全面回顾、综述与分析,包括作者在仿人机器人方面相关研究工作的回顾;归纳总结了目前仿人全身机器人技术程度,从驱动元部件、步行稳定性、本体集成化设计、操作能力以及环境适应性等角度分别提出了目前存在的主要技术问题以及今后发展的趋势;为从事与仿人机器人及其各组成部分相关研究的科研人员以及相关科技管理部门提供参考.

机器人手可变抓取力机构研究

根据物体轻重程度和表面软硬程度 ,拟人机器人手在抓取时应采用不同的抓取力 ,研制变抓取力手具有重要意义。分析了传统的变抓取力手指机构实现原理 ,得出变抓取力手指实现的关键。为克服传统机构的不足 ,提出了一种新型变抓取力手指机构设计思想 ,具体设计并实现了该变抓取力手指机构 ,该变抓取力手指机构能够应用于各种驱动类型的手指上。此变抓取力手指机构被应用到拟人机器人手———TH 1手食指的 2个关节中。抓取实验证明 ,TH 1手能够稳定抓取不同尺寸的常见物体。

电子琴演奏机器人实验教学平台开发

开发了电子琴演奏机器人实验教学平台。完成仿人机械手、双手横移机构的运动分析与结构设计;编写了具有编曲、转码、播放功能的上位机软件,实现了上位机控制机械手跨音区演奏功能,同时实现了C调卡农等多首曲目演奏、多乐器合奏等功能。为机电专业学生进行系统集成、系统调试、机构设计与优化、软件编程提供了良好实验平台。

基于视觉定位的多关节串联人形机器人手臂系统的研究与实现

本项目主要研究视觉定位的多关节串联人形机器人手臂,采用双目机器视觉进行空间坐标的定位,完成了较为复杂的空间坐标算法设计,为三维空间计算奠定了基础。采用人形机器人手臂,可以实现空间的复杂定位控制,为将来的工业机器人控制奠定了基础,也为将来的机器人本体、核心零部件的国产化奠定了基础。本文采用工控机对多关节并联机器人进行控制,完成了复杂的伺服运动控制,实现了闭环控制。

高欠驱动的拟人机器人多指手

为改进清华大学研制的TH-1型拟人机器人手的传动机构,设计了一种欠驱动手指机构。该手指机构可用于拟人机器人手上,以较少的驱动器获得较多的关节自由度,同时获得较好的自适应抓取功能,降低装置对控制系统的要求。以该欠驱动手指机构为基础,设计了一种高欠驱动的拟人机器人多指手——TH-2手。研究结果表明:TH-2手具有高度拟人化、高欠驱动和高集成度,以及实时控制容易、体积小、质量轻、抓取功能较强等优点;TH-2手适合安装在拟人机器人上使用。