【正文】 s annual Nati onal Day for Eye Care, the Chi na Youth Devel opment Servi ceCenter and Zheji ang Medi cine, a l eadi ng l isted Chi nese pharmaceutical pany, joi ntlyannounced the ki ckoff of the about one month, a questi onnaire piled by top eye care medi cal experts in Chi na wi llbe di stributed through mul tiple online partners, i ncl uding Heal , as well asthrough offl ine survey events hel d in uni versities, mi ddl e schools and pri mary schools acrossthe report will be rel eased based on the survey stati stics and anal ysis, and most i mportantly,guidelines for parents and youth on how to care for the eyes and prevent myopia — agrowing problem in Chi na39。我也感謝一路陪伴我走來(lái)的同學(xué)，有了他們，生活和學(xué)習(xí)才會(huì)更加多姿多彩。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(wèn)題，并能夠采用適當(dāng)方法解決問(wèn)題，我知道畢業(yè)設(shè)計(jì)不是代表學(xué)習(xí)的總結(jié)，而是一個(gè)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(jìn)則退，要養(yǎng)成想學(xué)習(xí)的好習(xí)慣， ADAMS 和 MATLAB 這個(gè)兩個(gè)看似沒(méi)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(huì)立于不敗之地。 ，反應(yīng)迅速，對(duì)環(huán)境污染小，并且能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)載保護(hù)。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 Sub 39。 D/A 控制界面的設(shè)計(jì)和程序的編寫 PCI7484 有 1 片 DAC7625， DAC7625 轉(zhuǎn)換穩(wěn)定高，反應(yīng)快，轉(zhuǎn)換穩(wěn)定。 表 45 米諾 角度傳感器基板主要性能 電阻誤差 177。 PCI7484 主要的參數(shù)如表 44 所示： 表 44 PCI7484 主要參數(shù) D/A 轉(zhuǎn)換時(shí)間 小于 1uS 輸出通道 4 路 輸出信號(hào)范圍 電壓方式： 1～ 5v 計(jì)算機(jī) 運(yùn)動(dòng)控制卡 D/A 氣動(dòng)閥 氣動(dòng)閥 氣動(dòng)肌肉 氣動(dòng)肌肉 多關(guān)節(jié)手指 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 37 頁(yè) 輸出阻抗 小于 2Ω D/A 轉(zhuǎn)換器件 DAC7625 D/A 轉(zhuǎn)換分辨率 12位 D/A 轉(zhuǎn)換時(shí)間 小于 1uS 電壓輸出方式負(fù)載能力 5 毫安 /每路 電流輸出方式負(fù)載電阻范圍 小于 400Ω D/A 轉(zhuǎn)換碼制 二進(jìn)制原碼 本文采用電壓范圍為 0～ 5V，與上面的比例閥電壓范圍基本一樣，而且該板采用 VB 編程，使用起來(lái)十分方便。 （ 1） 運(yùn)動(dòng)控制卡 由于手指是三個(gè)自由度，存在三個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此最少需要三路的模擬信號(hào)的輸出，采用多路輸入輸出的 D/A 轉(zhuǎn)換器。出于安全考慮，在液壓回路中放置壓力傳感器，觀測(cè)回路的壓力大小，防 止意外發(fā)生。 圖 42 VY110001 型比例壓力閥 表 41 VY110001 比例壓力閥的主要性能指標(biāo) 重復(fù)度 輸入電壓信號(hào) 靈敏度 最大使用壓力 純延遲時(shí)間 177。 氣動(dòng)回路器件的選擇 根據(jù)上面分析可以得到，該氣動(dòng)回路主要包括氣動(dòng)三聯(lián)件，空氣壓縮機(jī)，數(shù)字比例閥，兩位三通開關(guān)閥，橡膠管等。手指位移隨著彎曲逐漸變小，因此設(shè)計(jì)手指的時(shí)候盡量使手指中間連桿處于合理的彎曲狀 態(tài)，避免出現(xiàn)死點(diǎn)，起始運(yùn)動(dòng)角速度過(guò)大，起始驅(qū)動(dòng)力過(guò)大等問(wèn)題。其中控制模塊Scope 表示示波器，用來(lái)將手指末端角速度變化曲線的顯示，模塊 constant表示輸入固定值，框中的 表示 ，用來(lái)表示手指的直線滑動(dòng)速度，從而轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰七M(jìn)行手指空間姿態(tài)的控制，如圖 317 所示 圖 317 控制系統(tǒng)的搭建 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 30 頁(yè) 圖 318 設(shè)置 MATLAB 與 ADAMS 之間 的數(shù)據(jù)交換參數(shù) 4 仿真設(shè)置和仿真計(jì)算。顯示內(nèi)容如下： FIRE2 ans = %%% INFO : ADAMS plant actuators names : 1 speed1 2 speed2 3 speed3 %%% INFO : ADAMS plant sensors names : 1 jiaosudu 2 weiyi 在命令提示符下輸入命令 adams_sys ,adams_sys 是 ADAMS 與 MATLAB 的接口 指 令 。在 File Prefix輸入框中輸入 FIRE，在 Plant Input 輸入框中用鼠標(biāo)右鍵快捷菜單輸入PINPUT_speed1， speed2， speed3，在 Plant Output 輸入框中用鼠標(biāo)右鍵快捷菜單輸入 .PINPUT_output，將 Control package 選擇為 MATLAB，類型選擇為non_linear， Initial Static Analysis 選擇 NO,ADAMS/Solver Choice 選擇為 Fortran。手指末端位移的設(shè)置與上面角速度設(shè)置類似，如圖 314 所示 圖 314 創(chuàng)建輸出狀態(tài)變量 指定狀態(tài)變量 angle 為輸出變量 單擊菜單欄的建立按鈕，選擇窗口中的 Controls Toolkit，點(diǎn)擊 Plant Input 創(chuàng) 建輸出變量，彈出創(chuàng)建控制輸出對(duì)話框。通過(guò) Varval 把狀態(tài)變量 speed1 與速度關(guān)聯(lián)起來(lái)，速度等于自于狀態(tài)變量 speed1 的數(shù)值。 單擊菜單欄中建立按鈕，打開 System Elements 選項(xiàng)，打開 State Variable，點(diǎn)擊 New 選項(xiàng)，創(chuàng)建狀態(tài)變量對(duì)話框。由圖可知，當(dāng)手指一開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于此時(shí)驅(qū)動(dòng)器在初始位置，滑塊和中間連桿的夾角很小，此時(shí)必需很大的驅(qū)動(dòng)力才能推動(dòng)手指運(yùn)動(dòng)，但是在實(shí)際情況下，手指一般都是彎曲過(guò)后才會(huì)有負(fù)載，所以真實(shí)情況下手指開始并不需要多大驅(qū)動(dòng)力，只需要考慮手指彎曲后的情況即可，如圖可知，手指彎曲后的驅(qū)動(dòng)力接近于一個(gè)常量， joint10 是在手指連接手掌的關(guān)節(jié)，所以一開始的力比其他兩個(gè)關(guān)節(jié)的力要大。如圖 32 所示 3）單擊菜單欄里的 motions，然后單擊選擇按鈕 translationnal joint motion，點(diǎn)擊前面設(shè)置的滑動(dòng)副，然后填寫移動(dòng)速度為 1*time，點(diǎn)擊 ok，其他兩個(gè)滑動(dòng)副設(shè)置過(guò)程相同，如圖 33 所示。MATLAB 的數(shù)學(xué)函數(shù)內(nèi)部有處理器優(yōu)化庫(kù)，這樣就可以使向量運(yùn)算和矩陣運(yùn)算快速地運(yùn)行。憑著強(qiáng)大的分析能力和高性能計(jì)算的優(yōu)勢(shì)， ADAMS 可以大規(guī)模地優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。產(chǎn)品制造南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 18 頁(yè) 商往往很難理解真正的系統(tǒng)性能，直到在設(shè)計(jì)過(guò)程結(jié)束時(shí)。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 16 頁(yè) 圖 27 繪制長(zhǎng)方形過(guò)程 ，和剛剛的長(zhǎng)方體類似，一般都是先繪制零件草圖，然后對(duì)草圖進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，拉伸，偏置，鏡像等 7 處理，得到設(shè)計(jì)要求的三維圖，如圖 28 所示，零件滑塊已經(jīng)建立完成 。如表 21所示 表 22 手指關(guān)節(jié)尺寸 變量 單位 數(shù)值 曲柄長(zhǎng)度（ L2) mm 10 連桿 (L1) mm 18 極限位置距離（ L0） mm 13 氣動(dòng)肌肉的位移范圍（ X) mm 0~10 通過(guò)上面數(shù)據(jù)帶入 θ 求解公式可得公式，手指的偏轉(zhuǎn)角度的范圍為 滿足設(shè)計(jì)要求，力的大小可以根據(jù)上面的 F0 公式進(jìn)行計(jì)算。 圖 25 手指關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖 B：系統(tǒng)分析 本節(jié)的目的是為了確定總輸出力，位移與氣動(dòng)肌肉的驅(qū) 動(dòng)力的關(guān)系： 1)位置分析 : 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 12 頁(yè) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 13 頁(yè) 當(dāng)肌肉氣壓加載， 氣動(dòng)肌肉壓縮長(zhǎng)度 X,連桿 L 旋轉(zhuǎn)角θ計(jì)算方式如下 : 連桿和曲柄半徑分別為 L1和 L2,L0 是初始位置曲柄和驅(qū)動(dòng)器之間的距離。因此 ,有必要將直線運(yùn)動(dòng)推廣到回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域。至此， SolidWorks 所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它， 設(shè)計(jì)師 大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。如圖 23 所示。 氣動(dòng)肌肉的特性 1） 氣動(dòng)肌肉的工作方式 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 8 頁(yè) 圖 22 氣動(dòng)肌肉 氣動(dòng) 肌肉是一種伸縮驅(qū)動(dòng)器，它是有內(nèi)部伸縮裝置和外部連接器組成它能夠人肌肉一樣工作，內(nèi)部伸縮裝置是由高強(qiáng)纖維的密封軟管組成，當(dāng)內(nèi)部充氣時(shí)，隔膜軟管逐漸膨脹為球體，氣動(dòng)肌肉縱向擴(kuò)張，橫向收縮，帶動(dòng)負(fù)載直線運(yùn)動(dòng)，一開始充氣時(shí)，氣動(dòng)人工肌肉的拉伸力非常大，隨著時(shí)間推移，橫向位移逐漸增大，拉伸力也隨之減少。 雖然 ADAMS[11]擁有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真能力，但是它不能夠準(zhǔn)確繪制復(fù)雜的三維實(shí)體模型。雖然目前的伺服電機(jī)已經(jīng)達(dá)到所需的一些性能 ,但是它們的主要缺陷是既大又重而且需要復(fù)雜的傳輸機(jī)制，極大的地限制了機(jī)械手指的使用。氣缸氣動(dòng)伺服定位技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)定位，氣動(dòng)伺服定位技術(shù)可使氣缸在氣動(dòng)機(jī)械手位置在伺服控制系統(tǒng)的高速運(yùn)動(dòng) 3mm/s 情況下實(shí)現(xiàn)任意點(diǎn)自動(dòng)定位。在 20 世紀(jì) 70 年代，南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 6 頁(yè) 由于電子技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域已得到廣泛推廣，液壓技術(shù)得到了大規(guī)模的應(yīng)用。在其他國(guó)家，氣動(dòng)被稱為“廉價(jià)的自動(dòng)化技術(shù)。雖然氣動(dòng)技術(shù)有一些缺點(diǎn)，但它也是一個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)，所以氣動(dòng)技術(shù)可以越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。氣動(dòng)執(zhí)行器可在滿負(fù)荷下長(zhǎng)期工作，過(guò)載時(shí)候自動(dòng)停止工作。統(tǒng)即 使有氣體泄漏，它也不會(huì)像的液壓系統(tǒng)，造成嚴(yán)重的污染，與傳統(tǒng)的電機(jī)控制相比，它不容易受電磁干擾。壓縮空氣不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的電火花。目前，氣動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)器是控制技術(shù)兩個(gè)最普遍的應(yīng)用，他們之間許多相似之處，也有很多不同點(diǎn)。 氣動(dòng)技術(shù)的介紹以及發(fā)展前景 氣動(dòng)技術(shù) [1 15]是一項(xiàng)正在迅速發(fā)展而且熱門新技術(shù)，氣動(dòng)技術(shù)中最重要的組成部分那就是氣動(dòng)元件了，氣動(dòng)技術(shù)是基于一個(gè)壓縮氣體（如壓縮空氣或惰性氣體和熱氣體）作為工作介質(zhì)來(lái)傳遞能量及信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化的一項(xiàng)新技術(shù)，由氣動(dòng)元件構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的設(shè)備和自動(dòng)化生產(chǎn)線，氣動(dòng)技術(shù)包括氣動(dòng)原理和氣動(dòng)控制兩個(gè)方面。 浙江工業(yè)大學(xué)張立彬提出了一種新型氣動(dòng)靈巧手指。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可得 ,該手指的整體尺寸和運(yùn)動(dòng)空間接近人手，因此該手指擁有良好的柔順性能 [4]。在設(shè)計(jì)手指之前，為了得到氣動(dòng)人工肌肉的基礎(chǔ)模型，首先要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得氣動(dòng)肌肉的靜態(tài)特征，采用兩個(gè)氣動(dòng)肌肉來(lái)帶動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的原理，設(shè)計(jì)出靈巧手指的基本關(guān)節(jié)模型，然后設(shè)計(jì)出靈巧手的基本機(jī)構(gòu)，根據(jù)氣動(dòng) 肌肉的驅(qū)動(dòng)原理，設(shè)計(jì)手指關(guān)節(jié)的氣路和控制系統(tǒng)；其次為了進(jìn)行試驗(yàn)分析，必須構(gòu)建氣動(dòng)肌肉手的實(shí)時(shí)反饋系統(tǒng) [2]。 氣動(dòng)人工肌肉多關(guān)節(jié)手指的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 北京理工大學(xué)范偉，余麟等針對(duì)氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)仿人靈巧手的設(shè)計(jì)，提出應(yīng)用 氣動(dòng)人工肌肉的五指靈巧手設(shè)計(jì)方案包括各手指的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及手指與手掌的連接設(shè)計(jì)手指采腱傳動(dòng)方式，靈巧手總共具有 17 個(gè)自由度。因?yàn)橐酝臋C(jī)器人末端夾持器在抓取的穩(wěn)定性、靈活性以及通用性等方面都存在嚴(yán)重不足，這在很大程度制約了機(jī)器人的應(yīng)用，這種情況下，國(guó)內(nèi)外的科學(xué)工作者開始研究具有多個(gè)關(guān)節(jié)和自由度的機(jī)器人多指靈巧手。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 2 頁(yè) 第一章 緒論 課題項(xiàng)目的背景 目前，機(jī)器人像人一樣，需要利用它的“手”與周圍發(fā)生接觸。這些技術(shù)被眾多學(xué)者視為新一輪產(chǎn)業(yè)革命的支撐技術(shù)，它們的突破必然會(huì)促發(fā)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)高峰，從而推動(dòng)新一輪產(chǎn)業(yè)革命進(jìn)程。未來(lái)對(duì)機(jī)器人性能和穩(wěn)定性要求越來(lái)越高，其中由于機(jī)器手 作為機(jī)器人的末端執(zhí)行器，機(jī)械手的功能直接影響著整個(gè)機(jī)器人的功能，因此機(jī)器人手指的研究成為了國(guó)內(nèi)外的熱門，本文我們將提出一種曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)手指彎曲，其中滑塊機(jī)構(gòu)是由人工肌肉來(lái)推動(dòng)，由于氣動(dòng)人工肌肉比重小、結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小等優(yōu)點(diǎn)，關(guān)于氣動(dòng)人工肌肉的靈巧手指的研