机器人手爪运动控制器的设计开题报告

全文总字数：542字

1. 研究目的与意义

仿人机器人手爪机构的研究已有几十年的历史了。

机器人手爪机构直接作用于工作对象，机器人要完成的各种操作，最终必须通过手爪来得以实现；同时，手爪的结构、质量、尺寸对于机器人整体的运动学、动力学性能以及使用也有着直接、显著的影响。

机器人整体水平的高低好坏,最终能否正常按照人们的意图去工作,还要看其末端执行机构。

2. 国内外研究现状分析

在目前的多指机器人手爪机构中，比较典型的有美国utah /m. i.t. 设计的由4 自由度的三指和4 自由度的一个大拇指组成的手爪机构，大拇指朝三指运动，手由气动操作的腱及其所驱动的活动连杆、低摩擦滑轮构成。

贝尔格莱德手指（beigrade hand）则是由直流电机通过涡轮、涡杆带动驱动杠杆，都能操作处理较精细的物体，相应地，其结构也都比较复杂。

北京航空航天大学研制的三指9 自由度多指机器人手爪机构在紧凑、灵活、实用等方面更进了一步

3. 研究的基本内容与计划

了解机器人手爪的研究概况和关键技术及仿人机器人手爪的结构及设计特点，并且要求设计的机器人手爪控制系统结构如图，包括以下部分：（1）上位机的控制平台，完成数据处理与通信功能；（2）下位机采用51单片机作为控制单元，用于接收上位机发送来的机械手爪关节运动角度的控制数据，并且能够根据这些数据输出若干路控制舵机运动的方波信号，另一个功能就是完成压力数据的采集与上传；（3）无线收发电路完成下位机控制器与计算机的数据的交换。

计划：①查资料，撰写开题报告，撰写文献综述 （ 1-3 周）

②系统硬件电路设计和器件选择 （4-6 周）

4. 研究创新点

本设计主要针对仿人机器人简易手爪结构（三个关节的四手指和二个关节的大拇指，关节之间以钢丝拉动作为肌腱），每一个手指分别由一个独立电机控制，来完成抓、握、捏的动作（如图所示）。

因此，需要采用多轴运动控制器，即通过接受主控计算机对手部的控制指令，并行输出多路占空比可调的脉冲信号来控制电极转速，从而达到控制手指运动的目的。