欠驱动多关节机械手的机构分析与设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

非完整约束是指其约束方程含有广义坐标导数项目不能积分的约束，相应的系统就称之为非完整系统。例如，含有滚动接触的机械系统（如机器人手指、轮式移动机器人）以及角动量守恒的系统（如太空机械手和在半空中的跳水员或体操运动员的运动）。这类问题通常是由于机械系统受到对速度的不可积约束引起的，这类约束不可通过积分的方法表示成形位空间的约束形式。

当前对于非完整系统的研究分别局限在非完整力学和非完整控制这两个领域,而且其研究对象都是已有的非完整系统。本课题将非完整力学和非完整控制这两个领域有机地结合起来,基于非完整力学的约束特性,以及摩擦圆盘运动分解机构这一基本运动传递单元,设计了一种新型的多关节机械手。证明了它的可控性和非完整性。对该机械手臂进行了运动学建模。非完整链式系统是典型的非完整系统,同时有很多比较成熟的算法提出,在论证了进行链式变换的可行性后,我们将所建模型转换称为链式系统,将链式系统的运动规划和控制方法运用于所设计的多关节机械手的控制中,仿真和实验说明这种控制方法是可行而且有效的,为探索复杂机械系统的运动控制提供了一个很好的思路和方法。因此本课题将有效地扩大机器人研究领域。同时,本研究也具有广泛的应用前景:

1.在工业机器人上的应用。通常工业上使用的机器人由大臂和作为末端执

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1、设计2自由度（2电机驱动）4关节欠驱动非完整机械手机构

2、分析计算该4关节机械手的运动特征

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。

第4－7周：给出机械手结构设计方案和开题报告。

第8－15周：进行机械手的运动分析，完成运动规划。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]梅凤翔.非完整系统力学基础[m].北京:北京工业学院出版社,1985.

[2]yoshihikonakamura,woojinchung,olejacobsordalendesignandcontrolofthenonholonomicmanipulator[j].ieeetransactionsonroboticsandautomationvol.17,no.1,february2001.

[3]蔡春源新编机械设计手册[m]沈阳辽宁科学技术出版社，1993.