3-DOF索杆桁架式欠驱动机械手运动控制

• 作者: 乔尚岭 刘荣强 郭宏伟 丁戍辰 李兵 邓宗全
• 来源期刊: 机械工程学报
• 关键词: 欠驱动机械手 绳驱动机构 欠驱动控制 运动空间 动力学建模
• 年，卷（期）: 2020,（23）
• 所属期刊栏目: 机器人及机构学
• 页码范围: 78-88
• 页数: 11页
• 分类号: TP241
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2020.23.078

摘要

索杆桁架式机械手是将绳轮传动系统和平行四边形机构结合而提出的一种新型欠驱动机械手.绳索驱动力同时驱动手指关节耦合运动,而手指关节运动又会直接改变绳拉力在各指节单元的驱动力分布,导致索杆桁架式欠驱动系统具有强非线性和运动耦合特点.针对该问题,利用虚功原理,将绳轮传动系统等效为耦合的关节驱动力矩,并建立3-DOF手指准静态运动学模型.根据手指最大运动空间约束条件,确定关节弹簧配置分布并开展手指准静态运动空间分析.采用拉格朗日方程法建立手指一般动力学方程,并转换为"A-P"型等效动力学模型.在此基础上,开展预变形阶段运动控制研究.通过仿真分析和样机试验验证所提分析方法和运动控制策略的有效性.