【正文】 one has to undertake a tedious job of their recalibration. Again, the estimation of the moving object’s position and orientation is done in the Cartesian space and a simple error model is assumed. Andersen et al. [6] adopt a 3rdorder Kalman filter in order to allow a robotic system (consisting of two degrees of freedom) to play the labyrinth game. A somewhat different approach has been explored in the work of Houshangi [24] and Koivo et al. [27]. In these works, the autoregressive (AR) and auto grassier movingaverage with exogenous input (ARMAX) models are investigated for visual tracking.Ш. VISION SYSTEMIn a visual tracking problem, motion in the imaging system has to be translated into 3D scene motion. Our approach is to initially pute local opticflow fields that measure image velocity at each pixel in the image. A variety of techniques for puting opticflow fields have been used with varying results including matchingbased techniques [5], [ 10], [39], gradientbased techniques [23], [32], [ 113, and patiotemporal, energy methods [20], [2]. Opticflow was chosen as the primitive upon which to base the tracking algorithm for the following reasons.感謝父母對(duì)我的關(guān)愛(ài)和教誨。此外系統(tǒng)在總體布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上離實(shí)際應(yīng)用還有一些待完善之處。21Z?蝸桿 40Cr 45—50HRC 蝸輪 103 鋁青銅 估計(jì) =5m/s 查表得 =140MpasV??H?由式 可得221250mdKTZ???????21 .??????查表得： m=1 =18 q=18 =36[8]1d?2d 小手臂擺動(dòng)處軸的強(qiáng)度較核（1）小手臂擺動(dòng)軸的受力分析圖如下：圖 小手臂擺動(dòng)軸的受力分析圖 [9]其中： ??? ???? ??125VG 1???? 2..（1）繪制垂直面內(nèi)的彎矩圖由式 ???垂直面內(nèi)彎矩圖如下所示：?圖 垂直面內(nèi)彎矩圖 [9]（1） 繪制水平面內(nèi)的彎矩圖由式 可得..??水平面內(nèi)的彎矩圖如下所示：圖 水平面內(nèi)的彎矩圖 [9]（2） 繪制合成彎矩圖在 C 和 D 處 ?? 在 E 處 . m??? 在 C 處 ?? 在 E 處 701581N? 在 D 處 ? 軸的合成彎矩圖如下所示：圖 軸的合成彎矩圖 [9]軸的扭矩圖如下所示：圖 軸的扭矩圖 [9]軸的危險(xiǎn)截面為中心 E 點(diǎn)? 當(dāng)量彎矩為 ??22eaMT??? ??軸的材料選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理查表得： 6Bpa????160bMpa??????????軸的直徑取 d=5 能夠滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。maxjT 底座轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的選擇初步估計(jì)機(jī)身重量為 15Kg,轉(zhuǎn)動(dòng)速度為 3r/min折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：? Kgm????折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩為： ..?電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為： max..????選用常州寶馬集團(tuán)前楊電機(jī)電器有限公司的 55BF003 型電機(jī)?其最大靜轉(zhuǎn)矩為 =[7]maxjT 蝸輪蝸桿、帶輪的選擇及傳動(dòng)比的確定 底座電機(jī)處蝸輪蝸桿傳動(dòng)的確定由選用電機(jī)為 55BF003 可得，運(yùn)行頻率 f=18000HZ =75r/min?mn又 =3r/min i= =25?snmsn蝸桿選用 40Cr, 4550HRC 蝸輪選用 103 鋁青銅估計(jì) =5m/s 查表得 =140MpasV??H?由式 21md?250KTZ??????其中 K 為載荷系數(shù)，當(dāng)考慮載荷集中和動(dòng)載荷影響時(shí)，K 取 —????????????????????查表得 m= =20 q=161d 大手臂電機(jī)處蝸輪蝸桿及帶傳動(dòng)的確定由選用 55BF003 電機(jī)運(yùn)行頻率 f=18000HZ =75r/min?mn由 =3r/min i= =25sn s取蝸輪蝸桿傳動(dòng)比為 20 帶輪傳動(dòng)比為 （1）由傳動(dòng)比 i=20 查表得 =2 =401Z2Z 蝸桿 40Cr 45—50HRC 蝸輪 103 鋁青銅 估計(jì) =5m/s 查表得 =140MpasV??H?由式 可得221250mdKTZ???????????查表得 m=2 = q= =801d?2d （2） 由 =75r/min =20mn1i帶輪的主動(dòng)論轉(zhuǎn)速為 =?n由式 V 一般在 5——25m/s160dV??取 V=20m/s ??查表得：選帶輪為 Y 型帶 =28d由式 其中 為 V 帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率，一般為 —??????.???查表得：取 = ???????????取???V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ????????查表得： 取 =280d00872a???由 ???? 帶輪滿(mǎn)足要求 [8]。一般來(lái)說(shuō)，需要克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的慣性力產(chǎn)生的載荷，以便工件保持可靠的夾緊狀態(tài)。吸附式常用于抓取工件表面平整、面積較大的板狀物體,不適合用于本方案。根據(jù)齊次變換矩陣的乘法規(guī)則有：??0 0112nnTT???式中， 表示末端坐標(biāo)系 相對(duì)于基坐標(biāo)系 的位姿 [10]?？臻g任意一點(diǎn) P 在不同的坐標(biāo)系中的描述是不同的，因此經(jīng)過(guò)不同的坐標(biāo)變換 P 點(diǎn)的坐標(biāo)是不同的。采用電動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手 、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、設(shè)計(jì)方便、控制簡(jiǎn)單與能綜合運(yùn)用本科階段所學(xué)知識(shí)等優(yōu)點(diǎn)。 這是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題六自由度機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)示意圖。在本章中對(duì)機(jī)械手的坐標(biāo)形式、自由度、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行了確定。六自由度機(jī)械手設(shè)計(jì)分為機(jī)械部分與控制部分兩大模塊。(5)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過(guò)程控制如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺(jué)來(lái)操縱機(jī)器人。④傳感裝置其中裝有某種傳感器，使手指具有敏感性和自控性，用以反應(yīng)手指與物件是否接觸、物體有無(wú)滑下或脫落、物件的方位是否正確、手指對(duì)物件的握緊力是否與物件的重量相適應(yīng)等 [11]。液壓驅(qū)動(dòng)裝置有液壓油缸、液壓馬達(dá)等，這些裝置具有體積小、輸出功率大等特點(diǎn)。(2 )傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是起改變物件方位和位置的作用。技術(shù)水平更高的機(jī)器人，具有不同程度的“智能” ，其控制系統(tǒng)能夠借助于傳感信息與周?chē)h(huán)境交互作用，并根據(jù)獲取的信息，修正系統(tǒng)的狀態(tài)，甚至能夠自主地控制機(jī)器人實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)。機(jī)械手的控制問(wèn)題是與其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題密切相關(guān)的。 國(guó)內(nèi)外機(jī)械手研究現(xiàn)狀現(xiàn)代機(jī)械手的研究開(kāi)始于二十世紀(jì)中期，其技術(shù)背景是計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化的發(fā)展。 the manipulator is driven by stepper motor, and controlled by single chip. The size of the manipulator is equal in the size to the arms of people. Lootion of the manipulator includes: waist turning, big arm swung, small arm swung, wrist swung, wrist rotating, claw fetching. The radius of action is , and the accuracy is 5 mm. It can pick the lightweight object, and put it to the recalculated position. The manipulator has overload protection function, and space position selflock function. This arm can be used in teaching, or in radioactive environments. In this paper, robot kinematic analysis is carried out using homogeneous coordinate transformation method was the end manipulator joint position and attitude with the changing relationship between the angle and stepper motor designing, physical construction designing had been pleted. Keywords: manipulator, six degrees of freedom, stepper motor, locking band.目錄目錄……………………………………………………………………………………41 緒論…………………………………………………………………………………6 國(guó)內(nèi)機(jī)械手研狀………………………………………………………………6 機(jī)械手的構(gòu)成…………………………………………………………………7 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì) …………………………………………………………9 本設(shè)計(jì)課題的背景和意義 …………………………………………………92 機(jī)械手的總體方案設(shè)計(jì) …………………………………………………………10 機(jī)械手基本形式的選擇 ……………………………………………………10 機(jī)械手的主要部件及運(yùn)動(dòng) …………………………………………………11 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 ……………………………………………………………12 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 ……………………………………………………………123 機(jī)械手的數(shù)學(xué)建模 ………………………………………………………………12 機(jī)器人數(shù)學(xué)基礎(chǔ) ……………………………………………………………12 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 ………………………………………………………134 機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………………15 手部設(shè)計(jì)基本要求 …………………………………………………………15 典型的手部結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………16 機(jī)械手手指的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………16 選擇手抓的類(lèi)型和加緊機(jī)構(gòu) …………………………………………16 手抓加緊力與驅(qū)動(dòng)力的力學(xué)分析 ……………………………………16 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 ……………………………………………………………17 手指張合電機(jī)的選擇 …………………………………………………17 手腕電機(jī)的選擇 ………………………………………………………19 大手臂擺動(dòng)電機(jī)的選擇 ………………………………………………19 小手臂擺動(dòng)電機(jī)的選擇 ………………………………………………20 手腕擺動(dòng)電機(jī)的選擇 …………………………………………………20 底座轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的選擇 …………………………………………………21 渦輪蝸桿、帶輪的選擇及傳動(dòng)比的確定 …………………………………21 底座電機(jī)處渦輪蝸桿的傳動(dòng)的確定 …………………………………21 大手臂電機(jī)處渦輪蝸桿及帶傳動(dòng)的確定 ……………………………22 小手臂電機(jī)處渦輪蝸桿及帶傳動(dòng)的確定 ……………………………23