外文翻譯機(jī)械手機(jī)械類(編輯修改稿)
2024-12-09 02:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 所示）。 鑒于從第一代 卡爾斯魯厄靈巧 手設(shè)計(jì)中得到的經(jīng)驗(yàn)，比如 因 傳動(dòng)帶而導(dǎo)致的 機(jī)械問(wèn)題以及較大摩擦因數(shù)導(dǎo)致的控制問(wèn)題， 卡爾斯魯厄靈巧手Ⅱ 采用了一些不同的設(shè)計(jì)決策。每根手指的關(guān)節(jié) 2 和關(guān)節(jié) 3 之間的直流電機(jī)被整合到手指 前部肢體中（圖 5 所示）。這種布置可使用很硬的球軸齒輪將運(yùn)動(dòng)傳遞到手指的關(guān)節(jié)處。處在電機(jī)軸上的角度編碼器（在齒輪前）此時(shí)可作為一個(gè)精度很高的位置狀態(tài)傳感器。 圖 KDHⅡ 圖 4. KDHⅡ 的頂視圖 為了感知作用在物 體上的手指力量， 我們 發(fā)明了一個(gè)六維力扭矩傳感器（圖 6所示）。這個(gè)傳感器可當(dāng)作手指末端肢體使用，且配有一個(gè)球形指尖。它可以抓取較輕 的 物體，同時(shí)也能抓取 35kg 相近的較重物體 。此傳感器能測(cè)量 X、 Y 和 Z 方向的力及繞相關(guān)軸的力矩 。 另外， 3 個(gè)共線的激光三角測(cè)量傳感器被安置在 KDHⅡ 的手掌上（圖 5 所示）。因?yàn)橛?3 個(gè)這樣的傳感器，因此 不僅可以測(cè)量 3 單點(diǎn)之間的距離，如果知道物體的形狀，還能測(cè)出被抓物體表面之間的距離和方向。物體狀態(tài)傳感器的工作頻率為 1kHz，它能檢測(cè)和避免物體的滑落。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯 4 圖 5. KDHⅡ 的側(cè) 視圖 圖 6. 帶應(yīng)變計(jì)量傳感器的六自由度扭轉(zhuǎn)傳感器 4. 控制系統(tǒng) 機(jī)器人手的控制系統(tǒng)決定哪些潛在的靈巧技能能夠被實(shí)際利用，這些技能都是由機(jī)械系統(tǒng)所提供的。如前所述，控制系統(tǒng)可分為控制計(jì)算機(jī)即硬件和控制算法即軟件。 控制系統(tǒng)必須滿足 以下 幾個(gè) 的條件： 1. 必須 要有足夠的 輸入輸出 端口 。例如，一具有 9 個(gè)自由度的低級(jí)手，其驅(qū)動(dòng)器至少需要 9 路模擬輸出端口 ，且要有 9 路從角度編碼器的輸入端口。如再加上每個(gè)手指上的力傳感器、觸覺(jué)傳感器及物體狀態(tài)傳感器的話，則端口數(shù)量將增加號(hào)幾倍。 2. 需具備對(duì)外部事件快速實(shí)時(shí) 反應(yīng) 的 能力。 例如，當(dāng)檢測(cè)到物體滑落時(shí)，能立即采取相應(yīng)的措施。 3. 需具備較高的計(jì)算能力以應(yīng)對(duì) 一些不同的任務(wù)。如可以對(duì)多指及物體并行執(zhí)行路徑規(guī)劃、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及閉環(huán)控制等任務(wù)。 4. 控制系統(tǒng)的體積要小，以便能夠?qū)⑵渲苯蛹傻讲僮飨到y(tǒng)當(dāng)中。 5. 在控制系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)器及傳感器之間必須要電氣短接。特別是對(duì)傳感器來(lái)說(shuō)，若沒(méi)有的話，很多的干擾信號(hào)將會(huì) 干擾傳感器信號(hào)。 控制硬件 為了應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的要求，控制硬件一般分布在幾個(gè)專門的處理器中 。如可通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的微控制器處理很低端的輸入輸出接口（馬達(dá)和傳感器），因此控制器尺寸很小，能輕易地集成到操縱系統(tǒng)中。 但是較高 水平 的控制端口則需要較高的 計(jì)算能力，且需要一個(gè)靈活實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持。 這可以通過(guò) PC 機(jī)輕易地解決。 因此，控制硬件常由一個(gè)非均勻的分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，它的一端是微控制器，而另一端則是一個(gè)功能強(qiáng)大的處理器。不同的計(jì)算單元?jiǎng)t通過(guò)一個(gè)通信系統(tǒng)連接起來(lái)，比如總線系統(tǒng)。 控制軟件 機(jī)器人手的控制軟件是相當(dāng)復(fù)雜的。 必須對(duì)要對(duì)手指進(jìn)行實(shí)時(shí)及平行控制，同時(shí)還要計(jì)劃手指和物體的新的軌跡。因此 ，為了減少問(wèn)題的復(fù)雜性，就有必要將此問(wèn)題分成幾個(gè)子問(wèn)題來(lái)處理。 另一方面涉及軟件的開發(fā)。機(jī)器人手其實(shí)是一個(gè)研究項(xiàng)目，它的編程環(huán)境如用戶界面，編程工具和調(diào)試設(shè)施都必須十分強(qiáng)大和靈活。這些只能使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 操作系統(tǒng)才華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯 5 能得到滿足。在機(jī)械人中普遍使用的分層控制系統(tǒng)方法 都經(jīng)過(guò)了修剪，以滿足機(jī)械手的特殊控制要求。 卡爾斯魯厄靈巧手Ⅱ 的控制系統(tǒng)
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1