基于液-气转化机制软体机械手的设计与位置控制

作     者：孙敏洁 陈松雨 李军锋 黄永安 SUN Minjie;CHEN Songyu;LI Junfeng;HUANG Yongan

作者机构：武汉理工大学机电工程学院武汉430070 华中科技大学机械科学与工程学院数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第18期

页      面：205-217页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家国防科工资局稳定(HTKJ2021KL502011) 国家自然科学基金(51925503)资助项目。 

主　　题：软体机械手 液-气相变驱动器 位置控制 

摘      要：针对现有软体机械手存在形变模型不准确、操作空间小和位置控制精度低等问题,设计出一种液-气相变驱动三关节软体机械手并进行了相应的形变改进模型分析与运动控制试验。建立一种考虑温度与材料自重因素的硅胶形变非线性力学模型且基于该模型完成了机械手的弯曲性能分析,建立三关节机械手末端操作空间的数学模型。而后基于传统刚性机械手的运动学逆解算法,提出一种基于最小驱动能量函数的运动学逆解方法来确定机械手各关节的弯曲角度。通过最小驱动能量函数并利用神经网络算法策略实现了三关节软体机械手末端轨迹的稳定控制,其相对位置距离偏差小于2.8%。通过充分的试验和理论分析,为液-气相变转化驱动软体机械手的后期实际应用提供了理论支撑。