多指机械手最小抓持力分析和评价

作     者：张昊 

作者单位：浙江理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨文珍

授予年度：2016年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主      题：机械手 抓持力 稳定抓持 真实性 评价 

摘      要：N个接触点抓持任意形状物体的抓持力求解问题是当前机械手抓持领域所面临的关键性问题之一。本文针对N点抓持任意形状物体时所面临的抓持稳定性问题、最小抓持力求解、验证问题进行了相关研究。提出了抓持稳定性的判断流程,介绍了一种基于物理的最小抓持力计算模型,并通过实验设计证实了该模型能够较好的解决N个接触点抓持任意形状物体时最小抓持力计算的问题。论文的主要内容如下:第一章:对N点抓持任意形状物体时最小抓持力计算及真实性评价问题进行了简单的论述,对国内外学者在该问题所进行的研究进行了简要介绍,分析了目前抓持力计算领域的研究现状和重难点,明确了本论文的研究方法和研究内容。第二章:首先对基于物理的最小抓持力计算模型进行了推导和介绍;其次对多指抓持稳定的判断问题进行了总结和推导,并基于力封闭和形封闭相关理论,明确了抓持封闭性和抓持稳定性之间的关系;最终利用形封闭相关理论,总结出判别三指抓持稳定性的一般性方法及判断流程。第三章:以基于物理的最小抓持力计算模型为研究对象,着重对计算结果的真实性进行研究。搭建了人手以及机械支架抓持力测量平台,进行了一系列抓持力测量实验,通过实验测量值与模型计算值之间的对比,证实了最小抓持力计算模型所计算结果的合理性、真实性和准确性。第四章:将本文提出的基于物理的最小抓持力计算模型与其他抓持力计算模型进行对比评价,通过对相同模型相同抓持点的计算结果之间的比对,从真实性和准确性这两个方面对本文所提出的计算模型进行评价。第五章:介绍了基于物理的力触觉生成算法的计算程序,包括求解关键参数的方法以及抓持力求解的相关步骤,并对软件界面以及界面选项的相关功能进行了简要介绍。第六章:总结与展望。