导读:本文包含了五指灵巧手论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:灵巧手,强力抓取,精确抓取,接触力反馈控制算法
五指灵巧手论文文献综述
马凝,刘思南,陈弘维,杜巧玲[1]（2019）在《基于CFFCA的全驱动五指灵巧手抓取研究》一文中研究指出为精确控制灵巧手对目标物体的抓取,针对灵巧手对目标物体的抓取控制实时性不高的问题,设计了全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I。分析了单根手指的正运动学与逆运动学,提出了接触力反馈控制算法(CFFCA:Contact Force Feedback Control Algorithm),利用压力传感器的反馈值,实时控制灵巧手和目标物体之间的接触力,并且详细描述了灵巧手的强力抓取和精确抓取两种抓取模式。在全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I上的实验证明,在两种抓取模式下该算法对两种尺寸的目标物体实现抓取控制是可行的。利用提出的接触力反馈控制算法可控制全驱动灵巧手和目标物体之间的接触力,实现灵巧手对不同大小的目标物体的稳定抓取操作,实验结果表明,该算法实时性较好,有很高的灵巧性,具有应用价值。(本文来源于《吉林大学学报(信息科学版)》期刊2019年03期）
马凝[2]（2019）在《全驱动五指灵巧手结构设计及控制系统的研究》一文中研究指出灵巧手作为机器人的末端执行器,可以代替人类在未知的恶劣环境中工作。仿生五指灵巧手通用性强,具有多个自由度,可以对目标物体实施多种仿人操作,能够适应类人工作环境。具有多个自由度的灵巧手由于柔顺度高,对环境的适用性强,可以实现在未知环境中的多种类人操作。为了增加灵巧手的灵活性和抓取能力,本文设计了一种全驱动五指灵巧手试验样机。在灵巧手的应用研究中,最需要解决的关键问题就是对灵巧手抓取过程中的控制问题。因此针对灵巧手的抓取控制问题,本文提出了一种力/位混合控制策略,并在本文设计的五指灵巧手试验样机上对该策略进行了试验验证。本文主要进行了以下几个方面的研究:1、本文研究了国内外多种灵巧手,总结了国内外灵巧手的机械结构、自由度和驱动装置,分析了全驱动灵巧手和欠驱动灵巧手的优缺点,总结了仿人机器人的灵巧手的设计要求。基于以上分析和灵巧手的设计要求,选择电机驱动为本文的灵巧手试验样机的驱动方式,并将试验样机设计成全驱动灵巧手。2、本文分析了人手的医学解剖结构,设计了一种全驱动仿人五指灵巧手试验样机DH-MN-I,该样机由五根手指和一个手掌组成,五根手指结构完全相同,每根手指有四个关节,每个关节由独立的舵机驱动,一根手指能实现四个自由度,与人手一致。整手共有20个自由度。基于灵巧手的结构,按照D-H参数法,建立了灵巧手试验样机DH-MN-I单根手指的运动学模型,对灵巧手指的正逆运动学进行求解,并分析了灵巧手指的工作空间和雅克比矩阵。3、本文设计了全驱动五指灵巧手的控制系统。灵巧手控制系统使用STM32F103ZET6作为主控芯片,由主控电路、电源电路、舵机控制电路和传感器电路四部分组成,详细介绍了各部分的设计要求、芯片选型、器件选择和电路设计。4、本文提出了一种力/位混合控制策略。该策略将灵巧手对目标物体的抓取过程分为位置控制阶段和力控制阶段,在位置控制阶段为了减小灵巧手和目标物体接触时产生的冲击力,利用轨迹规划算法对灵巧手的关节角度、速度和加速度进行控制;在力控制阶段使用CFFCA(Contact Force Feedback Control Algorithm,接触力反馈控制算法),结合压力传感器的反馈值,实时调整舵机的转速和转向,该算法可以提高灵巧手抓取过程中的稳定性。5、最后,在全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I上对整个控制系统进行了试验验证。试验结果证明,本文提出的力/位混合控制策略可以控制灵巧手的运动轨迹,减小灵巧手抓取过程中的冲击力,实时控制灵巧手与目标物体之间的接触力,实现稳定抓取的目的。本文设计的灵巧手控制系统具有应用价值。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）
王小涛,徐彤彤[3]（2019）在《空间五指灵巧手单指力柔顺控制系统设计》一文中研究指出为了可靠稳定地抓握物体,空间五指灵巧手大多采用主动柔顺控制方法。针对单指研究了腱空间和关节空间两种阻抗控制方法。基于所研制灵巧手系统参数建立的动力学模型,对两种方法进行了仿真分析。仿真结果验证了腱张力分配算法和两种控制器设计的有效性。关节空间控制方法消除了耦合效应,从而具有更好的跟踪性能。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2019年01期）
李红渊[4]（2018）在《基于Arduino语音控制的五指灵巧手》一文中研究指出本文介绍了一种基于Arduino语音控制的五指灵巧手。该方案主要针对于会说话的残疾人,通过语音控制实现对目标物体的抓取。该语音控制的灵巧手系统包含电池模块、控制器、电机驱动模块、语音模块等。该五指灵巧手方案为在上海哲谦应用科技有限公司期间设计的第一代灵巧手。语音模块为非特定人声语音模块LD3320。该灵巧手可通过语音控制实现对日常物体的抓取。(本文来源于《电子技术与软件工程》期刊2018年21期）
韩冬,聂宏,陈金宝,颜文彧,王小涛[5]（2016）在《腱驱动空间五指灵巧手控制系统研究》一文中研究指出以适用于空间在轨服务的腱驱动五指灵巧手为研究对象,设计具有一定实时性的控制系统.为满足腱驱动灵巧手多指操作对同步性和实时性的特殊要求,提出基于RTX(real time extension)共享内存的模块化软件架构,可集成人机交互、虚拟显示、遥操作以及数据传输等模块,具有扩展性好、结构清晰、传输效率高的优点.针对腱驱动耦合的问题,提出关节空间到腱空间的解耦矩阵,并据此给出实时多指协调运动控制方法,以确保各手指同时到达期望位置,减小腱驱动迟滞造成的不利影响.最后通过多指灵巧抓取以及遥操作实验,验证所提控制系统的稳定性、可靠性.(本文来源于《机器人》期刊2016年02期）
韩运峥[6]（2016）在《空间五指灵巧手控制系统设计》一文中研究指出随着我国航天领域空间站项目的快速发展,宇航员的在轨操作任务越来越繁重,为了减轻宇航员的劳动强度,对智能机器人的需求越来越迫切,未来的航天任务将会由宇航员和机器人协同完成。传统的“夹钳式”末端操作工具的工作能力有限,远不能满足人机协同操作的需求。多指灵巧手的灵活性更高、工作能力更强、适应性更好,更适合复杂的航天任务。本文主要研究了空间五指灵巧手的控制系统设计,给出了灵巧手原理样机控制系统设计过程中采用的关键技术和遇到的主要难点。本文首先对比了国内外几种典型的灵巧手,在腱驱动和电机内置驱动方案中选择了更适合航天任务的腱驱动方案,并给出了空间五指灵巧手原理样机的主要参数。设计了空间五指灵巧手原理样机的各个子系统,推导了手腕的俯仰角和偏航角与丝杠位移的关系,对其进行了线性拟合;给出了N+1型全驱动和N型欠驱动方案的腱绳配置方法,推导了关节力矩与腱张力的对应关系;给出了关节角位置传感器的设计方法、标定过程和数据处理方法;选用合适的电机、驱动器和Twin CAT自动化软件实现了高速实时的多轴控制;给出了上位机软件和下位机软件的设计和架构。针对采用N+1型全驱动方案的手指,采用了D-H参数法来求解手指的运动学公式;针对腱绳的传力特点,用一种张力分配算法(TDA)来控制每根腱绳中的张力处于合理范围内,并用计算结果验证了张力分配算法的正确性;用阻抗控制算法控制指尖接触力的平滑变化;并用基于ADAMS虚拟样机的仿真实验验证了单指控制算法的可行性。针对采用N型欠驱动方案的手指,对其位置控制和关节力矩控制进行了详细分析,松弛区域的存在决定了欠驱动手指位置控制的不确定性,用基于ADAMS虚拟样机的仿真实验验证了位置控制的不确定性。遥操作实验和自主抓取实验验证了灵巧手控制系统的可行性,其中遥操作实验中腱的传力特性决定了灵巧手样机跟踪数据手套的运动时存在滞后。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2016-03-01）
彭壮[7]（2016）在《空间在轨维护用五指灵巧手抓取方案研究》一文中研究指出我国将建造长期运行的空间站。为了完成危险环境下空间站在轨维护任务,需要研究能够识别目标物体、自主规划抓取方案的具有五指灵巧手的机器人。这类智能机器人与宇航员的组合将产生巨大效益。论文以自主研发的灵巧手为研究对象,并使用视觉传感器采集环境各项参数(包括深度信息),开展相关的基本研究,内容如下:(1)利用深度信息在开源点云库(PCL)下建立环境3D数字点云模型。结合点云库中的VFH描述子以及区域生长分割等基础理论,提出复杂环境中目标物体识别算法并进行实验验证。(2)通过采样一致性匹配算法映射出目标物体的完整3D点云模型。根据力封闭的抓取规则,提出二指、叁指抓取算法,求解出相应的抓取参数,即抓取向量和抓取点。至此已经提取出与目标物体有关的抓取参数。(3)运用D-H参数法建立灵巧手手指的运动学模型,采用虚功原理法建立手指的静力学模型以及运用拉格朗日法建立其动力学模型。解决灵巧手到达期望位置、输出期望力矩和速度等控制方面的问题。(4)将目标物体的抓取参数和灵巧手运动学、静力学以及动力学的模型结合在一起,在OPEN INVENTOR(OIV)中建立包含灵巧手与抓取目标物体的虚拟系统。提出计算灵巧手指尖与目标物体之间虚拟力的方法。改进稳定抓取条件,使其适用于虚拟抓取。最终在虚拟系统中实施抓取实验仿真,验证所提算法的正确性。通过以上研究,实现了对环境中抓取目标物体的识别与定位;完成了从局部视图到完整3D点云模型的映射和抓取参数的提取;运用运动学与动力学模型在虚拟系统中实现了灵巧手对导入目标物体的抓取。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2016-03-01）
王小涛,韩运峥,王邢波,韩亮亮,曹雯[8]（2015）在《空间五指灵巧手单指控制系统设计》一文中研究指出空间五指灵巧手是空间仿人机器人的重要组成部分之一,用于实现空间站载荷组装、模块更换和空间精密操作等任务。主要介绍了单指的控制系统,采用N+1型腱驱动方案和阻抗控制来实现单指的位置控制和接触力控制。单指控制实验结果验证了控制系统的可行性。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2015年17期）
张习烨,唐新星,张楠,倪涛[9]（2014）在《欠驱动五指灵巧手及控制系统设计》一文中研究指出模拟人手的生理结构,创建一种新型欠驱动五指灵巧手系统。介绍了欠驱动灵巧手的结构,提出一种基于欠驱动关节机构顺序驱动的方法;从运动学的角度出发,使用Matlab Robotics Toolbox绘制了手指指尖运动的工作空间域,并与采用关节同时驱动的指尖运动的工作空间域进行了对比,结果表明关节结构顺序驱动方法具有更大的工作域空间;最后,介绍了控制系统方案与电路,初步实现了欠驱动五指灵巧手的弯曲/伸展与内收/外展运动,其控制效果良好。(本文来源于《机床与液压》期刊2014年15期）
张习烨[10]（2014）在《欠驱动五指灵巧手机构设计及控制系统研究》一文中研究指出随着科技发展与社会进步,对多指机器人灵巧手的研究已经成为众多高校所研究的对象。在机器人灵巧手的研究领域,灵巧手的机械结构、驱动与控制方案仍然是最为核心的课题。仿人机械手的研究已经集中了机构学、通信科学、控制论、电工电子等许多专业的内容,这使仿人机械手系统显得过于复杂、庞大。本文在总结前人研究工作的基础上,设计了了一种基于腱绳传动的欠驱动灵巧手,通过利用欠驱动机构和腱绳传动方案,实现对抓取物的自适应性,使欠驱动五指灵巧手在工作时更像人手。本文主要进行了以下四方面的研究：(1)根据人手的生理特点,分析了整手的自由度和运动特点,建立了灵巧手机构原理简图模型。(2)设计了灵巧手与主操作手机械系统。首先,设计了使用带霍尔编码器的直流电机驱动、由直齿齿轮与蜗轮蜗杆组合进行传动的灵巧手机械系统,这使传动具有不可逆的效果,也使结构更简洁、动作灵活、输出作用力大、控制方案容易实现。其次,介绍了使用腱绳驱动单关节的机构原理,探讨了这种机构的运动特点,提出一种腱绳顺序驱动手指关节运动的方法,并且使用MatLab Robotics Toolbox对手指的运动空间进行仿真与分析,结果表明该方法使得欠驱动五指灵巧手有了更大的活动空间。最后,对主操作手的机械结构、数学建模做了介绍,并使用ADAMS对主操作手的机械结构做了运动力学的分析。(3)设计了灵巧手控制系统。介绍了主操作手信号采集电路与编程基本思想,并分别从软件与硬件方面对欠驱动五指灵巧手的控制系统做了详述。(4)进行了串口通信实验、电机控制实验、关节信号采集以及基于灵巧手试验平台的综合控制试验,试验结果表明,所设计的灵巧手初步实现了手指的运动控制,且机械系统与控制系统运行稳定、具有可靠。(本文来源于《长春工业大学》期刊2014-04-01）
五指灵巧手论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
灵巧手作为机器人的末端执行器,可以代替人类在未知的恶劣环境中工作。仿生五指灵巧手通用性强,具有多个自由度,可以对目标物体实施多种仿人操作,能够适应类人工作环境。具有多个自由度的灵巧手由于柔顺度高,对环境的适用性强,可以实现在未知环境中的多种类人操作。为了增加灵巧手的灵活性和抓取能力,本文设计了一种全驱动五指灵巧手试验样机。在灵巧手的应用研究中,最需要解决的关键问题就是对灵巧手抓取过程中的控制问题。因此针对灵巧手的抓取控制问题,本文提出了一种力/位混合控制策略,并在本文设计的五指灵巧手试验样机上对该策略进行了试验验证。本文主要进行了以下几个方面的研究:1、本文研究了国内外多种灵巧手,总结了国内外灵巧手的机械结构、自由度和驱动装置,分析了全驱动灵巧手和欠驱动灵巧手的优缺点,总结了仿人机器人的灵巧手的设计要求。基于以上分析和灵巧手的设计要求,选择电机驱动为本文的灵巧手试验样机的驱动方式,并将试验样机设计成全驱动灵巧手。2、本文分析了人手的医学解剖结构,设计了一种全驱动仿人五指灵巧手试验样机DH-MN-I,该样机由五根手指和一个手掌组成,五根手指结构完全相同,每根手指有四个关节,每个关节由独立的舵机驱动,一根手指能实现四个自由度,与人手一致。整手共有20个自由度。基于灵巧手的结构,按照D-H参数法,建立了灵巧手试验样机DH-MN-I单根手指的运动学模型,对灵巧手指的正逆运动学进行求解,并分析了灵巧手指的工作空间和雅克比矩阵。3、本文设计了全驱动五指灵巧手的控制系统。灵巧手控制系统使用STM32F103ZET6作为主控芯片,由主控电路、电源电路、舵机控制电路和传感器电路四部分组成,详细介绍了各部分的设计要求、芯片选型、器件选择和电路设计。4、本文提出了一种力/位混合控制策略。该策略将灵巧手对目标物体的抓取过程分为位置控制阶段和力控制阶段,在位置控制阶段为了减小灵巧手和目标物体接触时产生的冲击力,利用轨迹规划算法对灵巧手的关节角度、速度和加速度进行控制;在力控制阶段使用CFFCA(Contact Force Feedback Control Algorithm,接触力反馈控制算法),结合压力传感器的反馈值,实时调整舵机的转速和转向,该算法可以提高灵巧手抓取过程中的稳定性。5、最后,在全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I上对整个控制系统进行了试验验证。试验结果证明,本文提出的力/位混合控制策略可以控制灵巧手的运动轨迹,减小灵巧手抓取过程中的冲击力,实时控制灵巧手与目标物体之间的接触力,实现稳定抓取的目的。本文设计的灵巧手控制系统具有应用价值。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
五指灵巧手论文参考文献
[1].马凝,刘思南,陈弘维,杜巧玲.基于CFFCA的全驱动五指灵巧手抓取研究[J].吉林大学学报(信息科学版).2019
[2].马凝.全驱动五指灵巧手结构设计及控制系统的研究[D].吉林大学.2019
[3].王小涛,徐彤彤.空间五指灵巧手单指力柔顺控制系统设计[J].科学技术与工程.2019
[4].李红渊.基于Arduino语音控制的五指灵巧手[J].电子技术与软件工程.2018
[5].韩冬,聂宏,陈金宝,颜文彧,王小涛.腱驱动空间五指灵巧手控制系统研究[J].机器人.2016
[6].韩运峥.空间五指灵巧手控制系统设计[D].南京航空航天大学.2016
[7].彭壮.空间在轨维护用五指灵巧手抓取方案研究[D].南京航空航天大学.2016
[8].王小涛,韩运峥,王邢波,韩亮亮,曹雯.空间五指灵巧手单指控制系统设计[J].科学技术与工程.2015
[9].张习烨,唐新星,张楠,倪涛.欠驱动五指灵巧手及控制系统设计[J].机床与液压.2014
[10].张习烨.欠驱动五指灵巧手机构设计及控制系统研究[D].长春工业大学.2014