多指灵巧手操作规划的的研究

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1、摘要多指灵巧手的操作规划研究姓名郑光指导老师钱瑞明教授多指灵巧手作为机器人的末端夹持机构，由于具有高度的灵巧性和可操作性，许多学者对其怀有浓厚的兴趣。目前国内外的研究者对多指手抓取模型的建立，规划的优化已经提出了很多的方案。但大多数仅仅局限于理论上的发展，本文对多指灵巧手在面向具体任务时提出一种规划方案。多指灵巧手是由几根相对独立的手指构成，而每一根手指机构都可以看作是独立的机器人，因此，多指手抓取规划问题实际上是多机器人系统的协调操作问题。多指灵巧手的设计灵感来自于人手，首先对于我们人手在抓取物体时的抓取策略作出研究，再对机械手本身的结构特征作出分析，研究灵巧手抓取时手指指尖和手指各

2、关节变量之间的关系，包括机构运动学、动力学以及手指的操作空间。然后分析单根手指与物体的接触模型，即手指与物体保持稳定抓取的条件，推广到多指机械手中，建立了多指手抓取物体的数学模型。当面向具体的工作任务时，我们把任务分为被动任务和主动任务，在被动任务时，将任务细分成许多子任务，以单指所需最大操作力最小为优化目标，给出面向被动任务的构形优选方案，并给出具体的算例；当构形确定后，为保证灵巧性，对手掌的位置进行规划。主动任务定义为灵巧手对物体的微操作，主要分析了各关节的转动误差对接触点位置的影响，分析了误差的范围，并定义了微操作的最小操作量。关键词：多指手、抓取，主动任务、被动任务、规划、误差

3、Abs仃actResearchOHtheManipulationPlanningoftheDexterousHandZhengGuangSupervisedbyQianRuimingAstheterminalpartsoftherobot,dexteroushandshavestandoutdexterousandoperationcapability．Manyresearchershaveverystronginterestingaboutit．Atpresent，manyprojectsbasedonthegraspingmodelandlayoutoptimalhavebeena

4、dvancedintheworld，butmostofthemmerelyfocusonthetheor)，research．Andanewlayoutoptimalbasedonthetaskwillbeputforwardinthispaper．DexterousHandiscomposedofsomerelativeunattachedsingle—fingers，andeverysingle—fmgercanbelookedasaunattachedrobot，andthegraspingmodelCallbeconsideredastheharmonyoperationoft

5、hemult-robotsystem．Thedesigninspirationofthedexteroushandscamefromthehandsofhumanbeing．Atfirstgraspingstrategyofhumanbeingwasresearched,thentheconstructioncharacterofthedexteroushandwasanalysed，andtherelationshipbetweenthefingertipandeveryjointwasbuiltinthepaper,whichincludedmachinedynamicsandki

6、nematics，operationspaceofthehand．Thetouchingmodelofthesingle—fingerwasresearchedtofindthetouchingstabilityconditionofthemodel．Sothemult-fingergraspingmodelcanbeestablishedlikethis．Asthepracticaltaskwasoriented,thetaskcanbedividedintotherestrictionconditionandactivecondition．Therestrictionconditi

7、oncanbeanalysedasthesetofsub-task．Theoperationlayoutcanbeadvancedwithminimizethemaxofmanipulateforceasthegoal．Atthesanletimeapracticalexamplewasgiven．Thepositionoffingerwaslayouttoke印thesmartnessafterthegrasppointwasSUl'e．As