超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)五指靈巧手的研制.pdf

1、多指靈巧手在太空探索、核能開發(fā)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。近二十幾年來，由于工程應(yīng)用的迫切需要，多指靈巧手的研究工作得到了迅速的發(fā)展，并已逐漸成為一個(gè)專門的研究領(lǐng)域。 超聲電機(jī)具有體積小、重量輕；自身不產(chǎn)生磁場(chǎng)亦不受磁場(chǎng)、輻射和真空的影響；低速大的扭矩，可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載等特點(diǎn)，使它適合作為機(jī)構(gòu)受到約束的靈巧手的驅(qū)動(dòng)器。 本文以超聲電機(jī)為驅(qū)動(dòng)單元、由彈性線作為傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)了一種仿人靈巧手。該靈巧手具有5個(gè)手指，每個(gè)手

2、指具有4個(gè)自由度，共20個(gè)自由度分別由20個(gè)超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)。所設(shè)計(jì)的靈巧手將全部超聲電機(jī)置于掌內(nèi)，具有獨(dú)立的手部結(jié)構(gòu)；重量估計(jì)不超過1kg。為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是否能達(dá)到預(yù)期的效果，運(yùn)用ADAMS分析軟件對(duì)靈巧手模型進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的仿真，仿真結(jié)果表明設(shè)計(jì)方案合理可行。 其次，以DSP＋CPLD為核心控制器建立了5指靈巧手的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了以運(yùn)動(dòng)控制芯片TMS302F2812為核心的控制系統(tǒng)，包含DSP系統(tǒng)電路、驅(qū)動(dòng)超聲電機(jī)正