欠驱动机械抓手设计开题报告

1. 研究目的与意义

当今，社会的发展日新月异以及科技的不断进步。机器人技术的兴起是科技技术的一个重要的发展分支受到全世界的重视，在国防建设、各大个工业生产以及生活机器人等领域都有所发展和越来越多的应用。尤其在现代化的工业生产中，分工明确，每个环节都是固定动作。人工的操作过于单一，就想通过机器手臂代替人工进行工作任务。机器手臂的研制代替了工业生产流水线上单一的工作。现如今从空间探索至医疗行业应用,运用机械抓手的优点已得到体现了，机器抓手成为我们日常生活中的不可或缺的一部分。

机器人手臂工作环境复杂度以及作业的精密度要求也是有标准的，就传统的机械手臂末端执行器也很大程度上已经不能满足多样的复杂环境的工作条件及作业要求。在这样的发展趋势下，机器人手臂末端执行器已经向拟人化的方向研究了，多关节多手指的灵活的机械抓手已经成为机器人末端执行器的发展方向。一般对于多指机械手的研究和实际应用中，大多数都运用串联若干关节的方式来设计构造机械手指，并且为每个自由度都需要安装一个传感器和电机驱动，与此同时为了可以精确控制机械抓手的关节，还需要复杂的电气控制系统和复杂的算法去支撑设计，从而导致其控制难度大、灵活性低及机械手的制造成本增大。所以，需要合理解决机械手的自由度数、驱动方式、机械手重量、手指灵活性、手指的抓取能力、可靠性的矛盾问题，已经成为了新式机械手研究制造与实际开发中的关键问题。欠驱动机械抓手原理设计的结构设计简单、制造简洁方便的机械手是有必要的。

本课题欠驱动机械抓手设计是设计出一种结构简单，驱动的元件数量少，可以适用日常生活中的夹持机构。是可以完成抓取日常生活中的物品的机械手。该机械抓手与被抓取的物品柔性接触，可以适应物体的表面形状，进行无损伤安全可靠的抓取。本设计的欠驱动机械抓手设计样式是有三个手指，机械抓手各有手指有三个自由度。手指可以根据抓取物品从而调整手指的方位，由单个电机驱动，控制机械抓手完成抓取。欠驱动机械抓手的设计，可以对我们日常生活中的物品抓取有很大帮助。具有很重要的使用意义。

2. 研究内容和预期目标

欠驱动手的关节运动受到外界接触的影响，因此它的抓取建模和抓取能力分析比全驱动手的复杂。课题以此为背景，设计一种欠驱动机械抓手，实现机械手对日常用品的相关抓取动作。

为了实现欠驱动机械手的抓取动作，通过控制电机，拉紧相关绳索实现机械手关节旋转，分析抓取过程中的驱动力与负载之间的关系，完成简单的机械手控制.

课题需要完成对于整个装置的机械结构设计，同时考虑该装置的安全性与工作范围，设计相应的柔性关节，使得该机械手可以完成基本的抓取功能。

3. 研究的方法与步骤

首先，学习并了解欠驱动机械抓手设计及其优劣势；

其次，通过查阅相关资料，建立欠驱动机械手抓取模型，确定欠驱动机械抓手的整体设计方案；

然后，根据抓取日常用品，如文具、水果等物品等应用场景，完成该机械手的结构设计；

4. 参考文献