【正文】 的傳輸機制，實用性大打折扣。 20世紀(jì)80年代是集成化，小型化的時代。氣動元件是一個具有成本效益高的機械化和理想的自動化元件。（5）充氣系統(tǒng)維護簡單，操作人員也不需要特別的訓(xùn)練和特殊實驗室設(shè)備。之所以氣動技術(shù)真正成為世界廣泛接受和使用，是因為各地各工業(yè)部門由于日益緊迫的生產(chǎn)自動化和程序合理化必需的，還因為許多氣動技術(shù)具有以下優(yōu)點：（1） 空氣技術(shù)用空氣作為工作介質(zhì)，空氣到處可取的，低粘性，在管道集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送流動阻力小。由于該5D力傳感器和非接觸式角位移傳感器被集成在手指中。 河南科技大學(xué)王凱通過對人下指結(jié)構(gòu)的分析,基于SolidWorks 三維軟件設(shè)計了一種氣動人工肌肉驅(qū)動的機器人靈巧手指，按照人手指結(jié)構(gòu)比例進行了優(yōu)化,并采用觸力傳感器和電位計來分別檢測指尖接觸力及三個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角．為構(gòu)成閉環(huán)控制產(chǎn)生反饋信號,對所設(shè)計的手指進行運動學(xué)分析，確定出手指各關(guān)節(jié)的運動空間及輸出力,為進一步進行靈巧手模塊化設(shè)計打下了基礎(chǔ)[3]。目前，國內(nèi)外機器人多指靈巧手，大部分采用伺服電機驅(qū)動，這種驅(qū)動優(yōu)勢在于可以實現(xiàn)準(zhǔn)確的控制，同時采用電機—柔索動力傳遞方式，這樣設(shè)計的目的在于得到了較大的之間輸出力的同時又保證了靈巧手具有較小的尺寸。新型能源將有助于解決機器人的動力問題；新材料的使用有助于提升機器人的性能；信息技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用對機器人的控制系統(tǒng)至關(guān)重要；生命科學(xué)的發(fā)展有望使仿生學(xué)更多地運用到機器人產(chǎn)業(yè)，從而推動機器人“從機器到人”的轉(zhuǎn)變；先進制造技術(shù)的應(yīng)用則可解決結(jié)構(gòu)復(fù)雜機器人的制造問題，有助于推動機器人的批量化生產(chǎn)和普及。 Dynamic simulation目錄前言 1第一章 緒論 2 2 2 4 6第二章 多關(guān)節(jié)手指的結(jié)構(gòu)設(shè)計及建模 7 氣動肌肉的介紹 7 氣動肌肉的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 7 氣動機械手指的基本結(jié)構(gòu) 9 繪圖軟件SoildWorks介紹 9 整體設(shè)計方案的設(shè)計 9 手指的關(guān)節(jié)設(shè)計 10 13 靈巧手指的裝配和三維模型的導(dǎo)出 15第三章 多關(guān)節(jié)手指的動力學(xué)仿真分析 16 16 動力學(xué)仿真過程介紹 18 ADAMS參數(shù)設(shè)置過程 18 建立MATLAB控制模型 27 動力學(xué)仿真結(jié)果分析以及結(jié)論 29第四章 氣動肌肉靈巧手指的控制系統(tǒng)設(shè)計 31 31 32 34 34 35 D/A控制界面的設(shè)計和程序的編寫 36|第五章 結(jié)論及總結(jié) 41參考文獻 42致 謝 44前言 隨著機器人技術(shù)的日益成熟，工業(yè)機器人極有可能最終取代機床，成為新一代工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 題 目： 基于氣動人工肌肉驅(qū)動的多關(guān)節(jié)機械手指動力學(xué)仿真 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要 由于氣動人工肌肉比重小、結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小等優(yōu)點，本文提出一種曲柄滑塊機構(gòu)來驅(qū)動手指彎曲，讓氣動人工肌肉驅(qū)動滑塊運動，首先設(shè)計氣動肌肉手指關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，并用SolidWorks繪制手指的三維圖，利用ADAMS和MATLAB進行動力學(xué)聯(lián)合仿真，在手指端設(shè)置一定的負(fù)載，輸入手指三個關(guān)節(jié)的直線驅(qū)動，觀察手指末端的角速度變化和三個驅(qū)動力的變化，最后根據(jù)氣動肌肉的驅(qū)動原理進行了氣動肌肉靈巧手關(guān)節(jié)運動的控制研究，利用比例壓力閥對氣動肌肉壓力進行控制，使氣動肌肉橫向收縮帶動滑動移動，從而實現(xiàn)對手指關(guān)節(jié)彎曲角度的控制。服務(wù)機器人在近些年開始走進大眾視野，并隨著人工智能技術(shù)、先進制造技術(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新融合而飛速發(fā)展。 因此，氣動人工肌肉機械靈巧手指正是在這種情況下出現(xiàn)。但是，電機—柔索傳動方案使得整個靈巧結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 而且柔索裝置在傳遞動力的過程中會有摩擦、松弛、振顫等現(xiàn)象，不僅效率低下．而且增加了控制難度。北京理工大學(xué)彭光正研究并設(shè)計了氣動人工肌肉驅(qū)動的多關(guān)節(jié)手。一體化設(shè)計手指關(guān)節(jié)本體和 驅(qū)動器，減小了手指的整體尺寸；手指關(guān)節(jié)采用FPA直線驅(qū)動，直接輸出驅(qū)動力矩，合理減少了松弛、顫抖等現(xiàn)象[8]。因此，大多數(shù)企業(yè)都有壓縮空氣的來源。（6）適應(yīng)性強，現(xiàn)有的機器可以容易地改裝來安裝氣動驅(qū)動缸，可以直接按照輸出要求來安裝?，F(xiàn)在，氣動技術(shù)和電子、液壓技術(shù)，自動化技術(shù)一起在國民經(jīng)濟中的發(fā)揮作用越來越重要。 90年代末和本世紀(jì)初，傳統(tǒng)的死區(qū)氣動技術(shù)的突破，氣動技術(shù)開始經(jīng)歷了跨越式發(fā)展，5mm/ s的低速平穩(wěn)和5?10m/s的高速運行氣缸相繼問世。在現(xiàn)有的機械手指結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，我們打算使用新型的氣動人工肌肉以及驅(qū)動原理對它進行研究，提高機器手指的性能。2) 氣動肌肉長度和負(fù)載的關(guān)系 定義氣動人工肌肉在無負(fù)載、無壓力的情況下的長度為額定長度，這就等于接口間可見的那部分氣動肌肉的長度。我們以一個手指關(guān)節(jié)為研究對象，對手指關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和建模，手指的關(guān)節(jié)如圖24所示。為了確定手指關(guān)節(jié)各部分的尺寸，我們根據(jù)手指的長度，我們可以設(shè)定連桿長度（L1）為18mm,手指初始位置曲柄和驅(qū)動器之間的距離（L0）為13mm，曲柄根據(jù)實際情況取15mm，10mm，6mm，分別比較他們的偏轉(zhuǎn)角度和輸出力(F0L/FL2)的大小。在SolidWorks中把手指的裝配圖另存為ParaSolid格式（）。載荷和力通過ADAMS模擬計算，提供他們在整個全范圍運動和操作環(huán)境如何變優(yōu)化為最佳狀態(tài)，提高有限元分析的準(zhǔn)確性。圖34是手指在Adams的仿真參數(shù)設(shè)置過程，圖35為仿真結(jié)果的顯示。單擊OK按鈕后創(chuàng)建狀態(tài)變量speed1d作為輸入變量。在變量名稱輸入框中，用右鍵鼠標(biāo)快速菜單輸入狀態(tài)變量Angel，單擊OK按鈕。如圖316所示圖316 導(dǎo)出ADAMS模型在MATLAB里的模塊 在MATLAB/Simulink選擇窗口中,選擇菜單欄中的文件按鈕，點擊新建，然后選擇模塊，彈出一個新的窗口，單擊工具欄中的保存按鈕，,，并完成控制系統(tǒng)的搭建。我們可以采取一個手指關(guān)節(jié)為研究對象的方式，手指氣動控制回路如圖41所示圖41控制靈巧手指的氣動回路設(shè)計的原理圖和過程 氣動肌肉充放氣過程是氣動肌肉伸長和縮短，推動曲柄滑塊產(chǎn)生滑動，然后曲柄滑塊帶動連桿進行轉(zhuǎn)動，連桿將運動傳動給指節(jié)進行彎曲工作，當(dāng)兩位三通閥1和兩位三通閥2同時接電時，氣源通電給整個氣動回路通氣，通過改變電子比例閥1和電子比例閥2設(shè)定的壓力，將使氣動肌肉1和2充氣產(chǎn)生收縮，拉動曲柄滑塊向后運動使手指產(chǎn)生彎曲和轉(zhuǎn)矩，如果兩位三通閥1和2同時關(guān)閉，則氣動肌肉1和2釋放氣體，氣動肌肉變長，曲柄滑塊開始復(fù)位，手指不再彎曲也開始復(fù)位變直。表42 VT302兩位三通開關(guān)閥的主要性能指標(biāo)響應(yīng)時間使用壓力范圍最高運動頻率小于20ms0～10HZ(3) 氣源和其他氣動器件 壓縮機使用宣億WJ5501無油靜音空壓機，同時排氣量為110L/min,因此主要性能滿足使用要求，表43 WJ5501空氣壓縮機的性能參數(shù)型號功率電壓排氣量轉(zhuǎn)數(shù)壓力儲氣罐凈重ModelWVL/minMpaTak（Lt）KGWJ5501550W220/501101400～9 其中氣動三聯(lián)件在主要氣動回路中起穩(wěn)壓、過濾作用的 準(zhǔn)確控制氣動肌肉內(nèi)部壓力的大小，就能夠?qū)鈩蛹∪獾撵`巧手指的精確控制，工作原理的硬件系統(tǒng)如圖43所示， 其中工作原理：計算機輸出控制信號，然后通過D/A轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為比例閥可以接收的電壓信號，然后通過電壓值的大小，調(diào)節(jié)壓力比例閥的設(shè)定壓力值，改變氣動回路的壓力值后，使氣動肌肉肉產(chǎn)生形變，推動曲柄滑塊的運動，手指關(guān)節(jié)實現(xiàn)轉(zhuǎn)動控制。本文選擇PCI7484控制板，本板適用于各種控制場合，具有集成度高，性能穩(wěn)定，反應(yīng)速度快，功能強大等優(yōu)點，數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定，且價格低，深受用戶歡迎。最大工作電壓V36V電流信號時分辨率為DA轉(zhuǎn)換參數(shù)dacs賦值 danc1 = 10 danc2 = 0 For i = 0 To 3 Dadata(i) = Next i End Sub39。從開始選題到撰寫畢業(yè)論文，從一知半解到基本掌握，這中間需要我們大量查閱資料，需要我們善于發(fā)現(xiàn)問題，并能夠采用適當(dāng)方法解決問題，我知道畢業(yè)設(shè)計不是代表學(xué)習(xí)的總結(jié)，而是一個新的開始，不管以后走到哪，都不能停止學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)如逆水行舟，不進則退，要養(yǎng)成想學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，ADAMS和MATLAB這個兩個看似沒有聯(lián)系的軟件，竟然還能聯(lián)合仿真，我知道我只掌握了這些軟件的皮毛，更多的東西都需要我們以后去鉆研，只有這樣我們才能在社會立于不敗之地。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等）。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 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