基于FPA多指靈巧手抓持規(guī)劃研究.pdf

1、隨著科技的飛速發(fā)展和人工智能技術(shù)的廣泛應用，智能機器人正在潛移默化的影響著人們的日常生活。作為機器人與周圍環(huán)境交互的末端執(zhí)行器引起了人們的廣泛關(guān)注。多指靈巧手模擬人手的結(jié)構(gòu)和功能，克服了傳統(tǒng)末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)簡單、自由度少及適應性差等缺點，它良好的靈巧性和適應性為機器人的應用起到了推動作用，同時合理的抓持規(guī)劃使得靈巧手能夠穩(wěn)定靈活的抓取不同形狀的物體，具有很好的研究意義。機器人延伸到醫(yī)療康復、服務娛樂、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，新型靈巧手體現(xiàn)了較高的應用

2、價值。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴闡述柔性驅(qū)動器（FPA）的工作原理和彎曲關(guān)節(jié)的動態(tài)特性。提出了具有3關(guān)節(jié)、3自由度的擬人手指；采用模塊化的設計方案，把5根同樣的手指裝配在擬人手掌上，構(gòu)成多指靈巧手的本體結(jié)構(gòu)；從仿生學的角度合理布局并優(yōu)化靈巧手的結(jié)構(gòu)參數(shù)；從目標物體模型和抓取任務等方面考慮，初步制定多指手的抓持規(guī)劃總體方案。⑵通過機器視覺對目標物體建模，更加直觀有效的了解被抓取物體。在相同的環(huán)境中，選取常見的一組物體采集圖像；采用

3、圖像處理的方法得到目標物體的幾何形狀、基本位姿等特征作為抓持模式規(guī)劃的參數(shù)。⑶綜合目標物體的特征參數(shù)和抓取任務要求，研究靈巧手抓持規(guī)劃的實現(xiàn)過程。根據(jù)已知信息建立抓取模式知識庫，進行抓持模式規(guī)劃；采用基于L-M算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡設計抓取模式規(guī)劃器，仿真結(jié)果表明抓持模式規(guī)劃器具有良好的分類特性。在抓持內(nèi)力存在的條件下，結(jié)合摩擦錐約束條件，從幾何角度建立基于穩(wěn)定性的接觸力規(guī)劃，找到最佳的抓取內(nèi)力匯交點，結(jié)合力封閉三角形計算對應的抓持內(nèi)力