【摘 要】
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结合刚性欠驱动抓取机构与柔顺机构,提出一种多模式刚柔结合欠驱动抓取机构,并对所提出的机构进行分析与实验研究.基于刚体替代法,设计了二指多模式欠驱动抓取机构的刚柔结合方案.运用正运动学分析与载荷平衡方程,对驱动单元进行静力学建模.结合伪刚体模型法、载荷平衡方程与操作对象平衡位置枚举搜索,建立两点抓取与包络抓取模式下抓取力与驱动力矩的关系式.将驱动单元静力学建模与抓取单元静力学建模相结合,可以得到完整的多模式抓取力模型.进一步地,考虑由于接触引起的柔性杆件变形,结合线性插值,对抓取力模型进行修正.基于修正后的
【机 构】
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佛山科学技术学院机电工程与自动化学院,广东 佛山 528225;佛山科学技术学院机电工程与自动化学院,广东 佛山 528225;佛山市科文自动化设备有限公司,广东 佛山 528000;佛山科学技术学院
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结合刚性欠驱动抓取机构与柔顺机构,提出一种多模式刚柔结合欠驱动抓取机构,并对所提出的机构进行分析与实验研究.基于刚体替代法,设计了二指多模式欠驱动抓取机构的刚柔结合方案.运用正运动学分析与载荷平衡方程,对驱动单元进行静力学建模.结合伪刚体模型法、载荷平衡方程与操作对象平衡位置枚举搜索,建立两点抓取与包络抓取模式下抓取力与驱动力矩的关系式.将驱动单元静力学建模与抓取单元静力学建模相结合,可以得到完整的多模式抓取力模型.进一步地,考虑由于接触引起的柔性杆件变形,结合线性插值,对抓取力模型进行修正.基于修正后的抓取力模型,对机构尺寸参数进行优化设计,综合提升机构在两点抓取模式和包络抓取模式下的载荷输出性能.RecurDyn仿真结果显示,在两点抓取模式和包络抓取模式下,修正后完整的抓取力模型与仿真值的最大相对误差为7.62％,并且所提出的优化算法有效提升了机构的两点抓取力与综合包络抓取力.实验结果显示,优化后的抓取机构抓取力有较大的提升,修正后完整的抓取力模型与实验值的最大相对误差为1.87％,验证了抓取力建模、优化设计的有效性.
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