目 錄 摘 要. 1 1 緒論. 1 1.1 仿生機械的概述 2 1.2 課題的研究目的和意義 3 1.3 國內(nèi)外該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀 3 1.4 關(guān)節(jié)運動的驅(qū)動方式 7 1.4.1 繩索滑輪驅(qū)傳動方式 8 1.4.2 鏈條、鋼帶驅(qū)動 8 1.4.3 閉式鏈連桿傳動機構(gòu)的驅(qū)動方式 8 1.5 本文主要研究內(nèi)容. 10 2 原理方案的設(shè)計 10 2.1 明確設(shè)計任務(wù) 11 2.2 功能分析 12 2.3 功能分析 12 2.4 功能分解 12 2.5 原理方案 12 2.6. 具體工作原理 . 14 2.6 本章總結(jié) 15 3 機械手手指的運動分析 15 3.1 手指機構(gòu)運動學(xué) 15 3.1.1 手指機構(gòu)的自由度計算 15 3.1.2 位置正解. 16 3.1.3 三自由度仿生機械手指的位置反解分析. 17 3.2 仿生機械手指的速度分析 21 3.3 仿生機械手指的運動空間分析與仿真 22 4 基于 Pro/e 的仿生機械手的建模，裝配及仿真 . 24 4.1 Pro/e 簡介. 24 4.2 仿生機械手各部分的建模 . 25 4.3 機械手的裝配與仿真 . 25 4.3.1 機械手的裝配 25 4.3.2 機械手的仿真 31 總結(jié)與體會 34 致謝詞 35 參考文獻 361 摘 要 本設(shè)計是根據(jù)亞確定輸入的原理設(shè)計的以少輸入控制多自由度的三指九自由 度機械手， 在機械手初始運動時機械手的每個手指作為一個運動單元作整體的運 動，但當機械手手指的第一個指節(jié)因某種因素突然受阻，驅(qū)動力克服動力約束，自 動啟動了位于第一個指節(jié)和第二個指節(jié)之間關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動自由度， 時就應(yīng)用了各個 手指的第二個自由度，同樣的，當?shù)诙€指節(jié)和第三個指節(jié)間的轉(zhuǎn)動自由度因為某 種外在的因素突然受阻時，自動啟動機械手各個手指的第三個自由度。這樣就實現(xiàn) 了機械手的以少輸入控制多自由度的控制方式， 達到機械手對不同形狀工件的抓 取動作，可以達到省力、省能以及減少電動機設(shè)計容量，因而減少機構(gòu)的負載及改 善動力性能。 【關(guān)鍵詞】亞確定輸入、自由度、指節(jié) Abstract The design is based on the principle of deficientdeterminate input to low input control means more than nine degrees of freedom of the three DOF manipulator, when the initial movement of the robot manipulator as a motor unit for each finger movement as a whole, but when the robot The first finger knuckles suddenly blocked by a certain factor, driving force to overcome the power constraints, automatically launched in the first knuckle and the second knuckle joint between the rotational DOF, then the application of the first of each finger two DOF, the same, when the second and third knuckle knuckle between the rotational DOF for some external factors suddenly blocked, the robot automatically start the third DOF of each finger. This realization of the robot with less DOF input control and more control to achieve the mechanical hand to capture action different shapes of the work piece can be achieved effort, saving energy and reducing the design capacity of electric motors, thus reducing the load and improve power sector performance . 【Key words】deficientdeterminate input；DOF；knuckle 1 緒論1 1.1 仿生機械的概述 仿生學(xué) 的 學(xué) ， 生學(xué)的的 與 關(guān) 的的仿生機械學(xué)的 生和 機 機構(gòu) 仿生機械領(lǐng)域 ， 的仿生機構(gòu) 模仿各 動?的￠￡?￥￠的動作，?§動機 的設(shè)計 與構(gòu)currency1'“ ??的?fi fl 主要介–生?運動機理與仿生機構(gòu)的設(shè)計構(gòu)currency1， ?? 仿生機構(gòu)的研究'“? · 仿生機械 ，仿生機構(gòu)作?仿生機械的?要??部分， 模仿生?的運動? ”?生理結(jié)構(gòu)和?…原理設(shè)計…‰ 的功能? `′??? ?? ˉ具 ?生?˙¨的機構(gòu)， 仿生機械 ?機械運動的???體 模仿生?的?”、結(jié)構(gòu)和?…原理設(shè)計…‰ 的功能? 、`′??ˉ具? 生?˙¨的機械 研究仿生機械的學(xué) ?仿生機械學(xué)，? 20 ?ˇ 60 — 由生?學(xué)、生? 學(xué)、 學(xué)、機械工 、?…論和 學(xué) 、 結(jié) ??的 ?學(xué) 自 a 生? ? ??和? 的自o 自 具??度的? ? 的 ·、? 、指 、反?、運動 機能 和 ?結(jié)構(gòu)?? …‰的機械?? 模仿生??”結(jié)構(gòu)創(chuàng)‰機械的 ?悠久的歷史 15 ?ˇ意大利的列奧納 多．達芬奇認? 可以模仿鳥 飛￠ ˉ繪… 撲翼機圖 到 19 ?ˇ 各種自 學(xué)? 較大的 利 空氣動 學(xué)原理 …? 幾種不同 型的單翼機和 雙翼滑翔機 1903 —，?國的 W.萊˙和 O.萊˙ 明 飛機 ， 很? 段時 間內(nèi)， 于生?與機 間到底?什么共同 處還缺乏認 ，因 只限于? 體上的模仿 直到 20 ?ˇ 葉，由于原 能利 、航?、海洋? 和軍事 的 需要，迫 要求機械裝置 具?? 和?度的可靠 以往的各種機械裝置 ??不能滿足要求，迫 需要尋找 條全 的 途徑和設(shè)計理論 隨著 生?學(xué)的 ， 現(xiàn)，生? 能量轉(zhuǎn)換、?…調(diào)節(jié)、信息處理、辨別方位、 導(dǎo)航和探測 方面?著以往 不可?擬的?處 同時 自 學(xué) 又 現(xiàn) “?…論”理論 ? 研究機 和生?體 ?…和 信的 學(xué) ?…論 溝 系統(tǒng)和生?系統(tǒng)工作原理 間的橋梁，?奠定 機 與生?可以 ?的理論基 礎(chǔ) 1960 — 9 月 ?國召? 第 屆仿生學(xué)討論會，ˉ' “生?原型 的關(guān)鍵”的論題，從 確立 仿生學(xué)學(xué) ，以后又??許多仿生學(xué)的分支學(xué) 1960 —由?國機械工 學(xué)會主辦，召? 生? 學(xué)學(xué) 討論會 1970 —日本 工 手研究會主辦召? 第 屆生?機構(gòu)討論會，從 確立 生? 學(xué)和生?機構(gòu)學(xué) 兩個學(xué) ， fl個基礎(chǔ)上?? 仿生機械學(xué) 仿生機械研究的主要領(lǐng)域?生? 學(xué)、?…體和機 生? 學(xué)研究生命 的 學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律，包括生體材料 學(xué)和生體流體 學(xué)，生體機械 學(xué)和生體流 體 學(xué) ?…體和機 根據(jù)從生? 解到的· 建‰的工 系統(tǒng) 其 腦?…的 ??…體 手、裝具 ； 計算機?…的 ?機 仿2 生機械學(xué)的主要研究課題?擬 型機械手、 ￠機、 以及模仿鳥 、 和 生?的各種機械 1.2 課題的研究目的和意義 自從 1960 —第 機 ?以 ，機 ? 的 ， 國 、 研、生 領(lǐng)域 ? 的 ， 從事 的、 的、 可達的工作，從 的 動 度，'? `′， 大 動的空 間 ?目?國內(nèi)外的工￠機 ￡，大 ? ￥ 的任務(wù) 設(shè)計的， ? 的 §currency1式 '￠§動式的單自由度 “?￠ fl種 “?￠ 的結(jié)構(gòu) 簡單，?…方?， 于?現(xiàn)fifl的大 –運動作￠?分?`， ?· 以 幾個 方面的缺?? 1.? ?體的§?和定位 ??較大的” 生的?… ?現(xiàn)的，· ‰ 的幾? 閉和 閉，因`′于達到很?的‰ ?度，?定 和可靠 ˉ 2.?限… 機 系統(tǒng)的??作￠˙' 傳統(tǒng)的機 ¨調(diào) “位置， 手?調(diào) “?” 由于¨的 ?較大，因` 個¨部的運動很′?現(xiàn) ?體的?確位?調(diào) 和?作，ˇ動”— 較ˉ 3.?缺 ?確的 ?…，只能 ?§? 要求不?的作￠ 4.不能? ?體外?的 多指 手的研…? 于解?上述 題 因?作? “?￠ 的 手 于 裝 機 ¨上的可 立?現(xiàn)???作運動的 ?機 ， 機 ¨?現(xiàn) 定位，利 手?現(xiàn)?確定位 ? 的‰ 方式和‰ 規(guī) 算 ，從 理論上可以‰ 任意?狀的?體ˉˇ ?體??任意的運動和 fl '?機 能 作￠˙'?著?要的意義 本課題 手手指結(jié)構(gòu)的 設(shè)計及 ?…系統(tǒng)的研究， 解?以 幾個 題? 1a能? ?作 象外?的 、 可能‰ 不同?狀的?體 2a能?…?作 ，以? 不同材?的 象 ￠?作 3a能 ‰?體 ￠ ?的位?調(diào) 4a 上位機?… ?‰ 運動規(guī) ，能?? 手'?的運動ˉ能? 現(xiàn) ?體的?定‰ 1.3 國內(nèi)外該領(lǐng)域的研究現(xiàn) 狀 1962 —?國?? 種 ?多指 手的手o…‰ 真正的 手 1974 —日本的 o 手 1 ， 圖 1.1 ? 3 該手具?三個手指，? 個手 ， 指?三個自由度， 兩個手指各??個自由 度 各自由度 由 機驅(qū)動，ˉ由鋼 和滑輪 ?運動和動 的傳 ，?于 ? 驅(qū)動方式 該手的‰ ?量? 0.8??，自? 0.24?? fl種手的 ?較?， 由于 指只?三個自由度，還不 的手 `外， 結(jié)構(gòu)上，各個手指?? 單 ，′以?現(xiàn)較大的‰ 和?作 國 航 研…的 DLR 手 公認?迄今?止?a上 、 能 和 ? ?的仿 機 多指 手 2 圖 1.2 ?，該手 種仿 手，? 由? 個 全 同手指??， 個手指??個關(guān)節(jié) 個手共由1000 個機械零件以及 1500 個 元件和 112 個傳 ?? 其 ， “的兩個關(guān)節(jié)同 手 ?，· 著機 械禍 ，? 個驅(qū)動 ￠驅(qū)動 基關(guān)節(jié)? 兩個驅(qū)動 ，?現(xiàn)兩個方向的運 動 DLR 手 驅(qū)動方式，? 型直線驅(qū)動 作?驅(qū)動元件，?+1 驅(qū)動方式 該直線驅(qū)動 將旋轉(zhuǎn) 機、旋轉(zhuǎn)直線轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和 速機構(gòu)融? 體 以?可將 ?的驅(qū)動 ? 手指 手 ， ? 手指的 ?，同時?腿的傳動距離縮 短，'? 動”— DLR 手 每個手指上 ?? 28 個傳 ，包括 ? 工皮 膚的觸覺傳 、關(guān)節(jié) 矩傳 、位置傳 、速度傳 和溫度傳 圖 1.2DLR 多指 手指 具 表 的多指 手 1985 —?國麻省理工學(xué)院和猶他大學(xué)聯(lián) 研…的 Ut h/M 工 T 手 3 ，fl 種仿 手，其大?、?狀、功能 與 手 ? 4 Ut h/MIT 手 模塊 的結(jié)構(gòu)設(shè)計，?個手指 指、食指、 指和無名指 全 同，每個手指??個自由度，各手指 連接到手 ˉˇ 于手 運動 手 指的每個關(guān)節(jié) 由腿 繩索 、滑輪 ￠?距離帶動，?于 2? 驅(qū)動方式，驅(qū)動元件 的 排氣動伺服缸，能 指尖上 生 31N 的‰ 16 個位置傳 裝 每個關(guān)節(jié)上，32 個腿拉緊傳 裝 ?后面 目?該手多 于?驗室的各種研究， ?的主要 題 關(guān)節(jié)自由度太多，?…太 ，′以?現(xiàn)?時的 線?…，還未 得到?際 ?國斯坦福大學(xué)研…的 St ?for /JPL 手 S lisbry 手 4 種 常具? 表 的 仿 多指 手 該手沒?手 ，共三個手指，每指三個關(guān)節(jié)， 指 兩指布置 每個手指由?個直流 矩 機驅(qū)動， ?條繩索張 的調(diào)節(jié) ?…三個關(guān)節(jié) 矩的大?，?于 ?+1 驅(qū)動 關(guān)節(jié) 1、2 ?士 90’的運動 –， “ 關(guān)節(jié) 3 ?士 135’ 運動 – 種手每個手指的自由度只?三個， ‰ ?體時， ‰ ? 指尖位置 旦確定后，其‰ ?”?唯 確定 因`，?際上手指沒? 冗余關(guān)節(jié)， ?沒?‰ 的柔 ，無 像 手 樣 ￠ 、?定的‰ 和?作 `外，根據(jù)欠驅(qū)動原理研…的三指 10 個自由度的機 手o具?驅(qū)動元件數(shù)量 、‰ ?體 – ?， 欠驅(qū)動手o的 4 個主要機構(gòu) 欠驅(qū)動手指 ‰ ?體具? 動柔順和?狀自? 的˙ ，首先 三關(guān)節(jié)欠驅(qū)動手指機構(gòu) ￠靜 學(xué)分析 ' 理的設(shè)計目標和約束條件 后根據(jù)設(shè)計目標 遺傳算 得 到手指機構(gòu)的各個關(guān)節(jié)連桿 ?和‰ ?體時的˙殊構(gòu)? ?得 ‰ 給定?體 時各關(guān)節(jié)指面的接觸 達到均勻分布 得到?`的 傳 和??緊湊的機構(gòu) ? ? 拿 大 MD ROBOTICS 公 司 和 L v l 大 學(xué) 作 研 … SARAH 手 o Self-A pti??Robotic Auxili ry H ? 5 圖 1.3 ? 該手o共? 10 個自 由度 只 兩個 機驅(qū)動 個 機fi責三個手指的? 個fi責調(diào) 手指方 向 ?其能 不同的‰ ?勢‰ ?體 SARAH 手o既可以 關(guān)節(jié)指面捏 的 方式 ?各種?確捏 圖 1.4 ?，又可以 欠驅(qū)動的方式 ?包絡(luò)‰ ， 圖 1.5 ? 5 圖 1.3 欠驅(qū)動10-DOF SARAH 手o 圖 1.4 欠驅(qū)動 10-DOF SARAH 手o 關(guān)節(jié)指面捏 6 圖 1.5 欠驅(qū)動 10-DOF SARAH 手o 欠驅(qū)動的方式 ?包絡(luò)‰ 國內(nèi)， 手的研究 從 20 ?ˇ 80 — 后 ?始的，其 以北京航空航 ?大學(xué)研…的 BH 系列? 表，從 1987 —以 ，北航 先后研… BH 1、BH 2、BH 3 型多指 手，該型手 種仿 St ?for /JPL 手，三指九自由度，每 個手指由?個 機驅(qū)動，?于 ?+1 驅(qū)動方式 幾—，北航?始研究 BH 4 型 手，該手??指?六自由度， 模塊 設(shè)計，分?手指、手 和機械接口三 個模塊，改 手 設(shè)計 可以獲得擬 擬 手，機械接口 于確定手與¨的 連接，改 機械接口可以? 手? 不同的機械¨ 傳動元件全部由齒輪 ? ?， 機 全置于手指 傳動 線短，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊 由于國內(nèi) 機械手研究的 后 原因， 國目? …‰ 的fl 多指 手 結(jié)構(gòu)方面 · 許多不 的 方 因`，? 要 多指 手結(jié)構(gòu) ￠ ?的分析，ˉ 理的 設(shè)計方 ，設(shè)計 結(jié)構(gòu)?? 理的多指 手， ?多指 手的? 和其他方面的研究'“ 理 的結(jié)構(gòu) 1.4 關(guān)節(jié)運動的驅(qū)動方式 機 關(guān)節(jié)運動的驅(qū)動方式?直接驅(qū)動方式和間接驅(qū)動方式兩種 接驅(qū)動方 式 驅(qū)動 的 和機 的關(guān)節(jié) 直接 連，間接驅(qū)動方式 驅(qū)動 的 速 鋼 繩、皮帶、'￠連桿 傳 給關(guān)節(jié) 直接驅(qū)動方式的驅(qū)動 和關(guān)節(jié) 間的機械系統(tǒng)較 ， 能? ?… 線 因 的 —，?… 能?較? ， 方面? 直接驅(qū)動關(guān)節(jié)，驅(qū)動 的 矩 很大， ` 外， 于本設(shè)計，要求手指結(jié)構(gòu)要? 的因 ?定 不能 fl種驅(qū)動方式 間接驅(qū)動方式 正 大部分機 的驅(qū)動 方式，fl種間接，驅(qū)動驅(qū)動 的 矩 ???于驅(qū)動關(guān)節(jié) 需的 矩，因 `， 常? 速 于手¨的 ¨梁結(jié)構(gòu)， 驅(qū)動 的 裝位置不 ，將 會?手¨根部關(guān)節(jié)驅(qū)動 的fifl 大， 手指結(jié)構(gòu)同樣 · fl個 題 `7 常 的間接驅(qū)動機構(gòu)，常 的?以 幾種? 1.4.1 繩索滑輪驅(qū)傳動方式 繩索滑輪驅(qū)傳動方式 常 的 手驅(qū)傳動方式 fl種傳動方式 ?較?利的 ?可以很方? ?現(xiàn)運動和動 的?距離傳 能較?的滿足 手結(jié)構(gòu)上的 要求 ˉˇ?量 、 fi? 、 ?…較?、 ? 、 傳動結(jié)構(gòu) ?意圖 圖 1.6 ? “桿?兩個 機 分別驅(qū)動 “桿的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn) 以?現(xiàn) 手指的§?和 ? 圖 1.6 繩索滑輪驅(qū)傳動方式 `種傳動方式具? 和運動傳 的 不足的 ?˙? ˉ由` 各種缺 ? 1 繩索?張 容 ? 會 傳動的 后現(xiàn)象 ? 時間? 繩索會 將會帶 較大的運動傳 ˉ 2 繩索 工作?還需要?緊 常?緊 ?較大 又不能 大 張 大可 能會?繩索拉￠ 不利于大fi?條件 的‰ 工作 3 ￡ 繩索與滑輪 ?￥的?…可以?較? fl種方式需要正確布置 繩索的￡向 ?§會 生很大的currency1? 和currency1? 矩 生fl種currency1? 矩時 會? 運動 現(xiàn)' ??…的′度 fl種?…具?“?的 線 和 ' 給?… 帶 很大的?′ 4a繩索只能?拉，不能?”， 以?現(xiàn)? 將會很?′ ?… 旦fi調(diào) fl 將 件 常麻 的事 fi調(diào)又 ?際 不可–?的 要 ?現(xiàn)? 只? 每個關(guān)節(jié)處??置 個 機 ?兩個 機配 工作?現(xiàn) 個關(guān)節(jié)的正反轉(zhuǎn) fl樣給手指的 裝和?… 會帶 不? 由上述分析可以· 繩索?滑輪fl種 傳動方式ˉ不理 不能滿足 手的設(shè)計要求 1.4.2 鏈條、鋼帶 驅(qū)動 鏈條、 帶fl種方式同樣 驅(qū)動 和關(guān)節(jié)分? 裝， ? 驅(qū)動的手段 ， 鏈條、鋼帶與鋼 繩 ?， ?，可以傳 較大的 ， 設(shè)計上的限… 很 大， SCARA 型的關(guān)節(jié)機 多 ` 1.4.3 閉式鏈連桿 傳動機構(gòu)的驅(qū)動方式8 于像 手指fl 不 很?距離的運動和動 傳 連桿機構(gòu) 可￠的方 手指機構(gòu)的主體 ? 聯(lián)三連桿機構(gòu) `? 機構(gòu)上?? 零自由度的 桿? ?可以構(gòu)‰ 閉 連桿機構(gòu) fl 桿?可以將手指根部的動 傳 到各 個關(guān)節(jié) 圖 1.7 圖 1.7 閉式鏈手指機構(gòu) 桿件 1、 件 2 和桿件 3 分別?根關(guān)節(jié)、 關(guān)節(jié)和 關(guān)節(jié) 根關(guān)節(jié) 定于 上 2 的桿件 1、4、6 同 驅(qū)動 機直接驅(qū)動桿件 1、4 和 6 桿件 4 個 ?連桿機構(gòu)帶動桿件2 的運動 件 6 外 個'面?連桿機構(gòu)驅(qū)動??桿 8 后? 第 3 個?連桿機構(gòu)驅(qū)動手指 關(guān)節(jié)桿 3 其 ?? 8 的作 ? 改 兩個'面? ? 間的傳 能 fl樣??現(xiàn) 手指 3 個關(guān)節(jié)的 立驅(qū)動 考 ?到 ?連桿機構(gòu)傳動的運動 傳動 ?較大 因` 于 ?的'￠? ?機構(gòu) 可以· 桿件 3 分別由桿件 2 和桿件 9 領(lǐng)”的兩條支鏈直 接ˉ聯(lián)驅(qū)動 fl兩條支鏈又 聯(lián)于桿件 1 上 以手指 “的位?將由桿件 1 的位?以及桿件 1 上的兩個'￠? ?機構(gòu)分別 導(dǎo)的支鏈的位?共同確定 以上的˙¨?明 fl 種…聯(lián)結(jié)構(gòu) 同時具‰ˉ聯(lián)結(jié)構(gòu)和 聯(lián)結(jié)構(gòu)的 勢 ? ˉ聯(lián)結(jié)構(gòu)的?速、 ? 度 又`‰ 聯(lián)結(jié)構(gòu)的? ?驅(qū)動方式 ? ˉ聯(lián)驅(qū)動 個手指 ? 聯(lián)結(jié)構(gòu)的 具? 聯(lián)結(jié)構(gòu)的˙? 閉式鏈傳動機構(gòu)的˙?? fl種傳動結(jié)構(gòu) 常規(guī)驅(qū)動方式 與傳統(tǒng)的繩索滑輪驅(qū)傳動方式 ? ?以 ?? 1 運動 ? 接觸面?面接觸 兩元 間?于′滑 桿件幾?構(gòu)?簡單 ?于?工…‰ 2 傳 ?? 沒? 后 幾?約束定位 傳動可靠 工作 全 3 桿件ˉ聯(lián)驅(qū)動可以 ?較大?fl 機械???較? fl 連桿驅(qū)動 ˉ 的 ? 4 桿件 可?拉 可?” 個 機?可?現(xiàn)關(guān)節(jié)的正反轉(zhuǎn) ? 方? 因`? … 旦fi調(diào) fl 很簡單 5 閉式鏈 '￠? ?機構(gòu)傳動 '￠? ?機構(gòu)?著 ? 于 的˙ 因`手指的運動學(xué)和各種 能 同于? '面 3 自由度連桿機構(gòu) 因`運動學(xué)求 解和 能分析得以簡 由以上的分析?較可· 設(shè)計的 型ˉ聯(lián)連桿機構(gòu)傳動 方式?傳統(tǒng)的繩索滑輪傳動?較?的 勢 ˙別 ? 傳統(tǒng)傳動方式傳 不 足的 ?缺 `種 型傳動方式具? 定的改 功` fl種傳動方式將會 ? 手的結(jié)構(gòu) 得 結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計時需?意 ˙ 上述驅(qū)動方式的分析和研究，本文 的機械手 閉式鏈連桿傳動機構(gòu)的 驅(qū)動方式驅(qū)動9 1.5 本文主要研究內(nèi)容 ? 目?多指 手研究 · 的 題，ˉ考?現(xiàn)?的研究條件，本文著? ￠以 研究工作? 1. 多指手結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究 多指手的結(jié)構(gòu)型式 ￠˙ 分析，¨ 理的 方 手結(jié)構(gòu)參數(shù) ￠ ，從仿 手的 度，以 手結(jié)構(gòu)?式及??參數(shù) ??據(jù)， ￠多指 手的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，?其?較?的機械˙ ， ? 傳 的?度 ˉ Pro/e ?件 ￠ 多指 手的三ˇ‰型 2. 多指 手的運動學(xué)和靜 學(xué)分析 設(shè)計的三指 手分析ˉ建立 運 動學(xué)模型，得 正、反向運動學(xué)方 ，ˉ ‰?狀” 各手指的運動?” ￠ 仿真 靜 學(xué)研究計算 靜'—狀” 各關(guān)節(jié)的 矩，? ?研究機械手 的?…'“ 理論?據(jù) 3. ￠機械手的裝配和仿真 2 原理方案的設(shè)計 ? 要 規(guī) 、方案設(shè)計、 設(shè)計、?工設(shè)計 幾個 段 方案設(shè)計 段? 的主要功能' 原理的構(gòu)currency1， 索解? 題的?理` 和工作原理，ˉ 機構(gòu)運動簡圖、 圖、 圖 表達構(gòu)currency1的內(nèi)容 方案設(shè)計 的結(jié)構(gòu)、工 、?本、 能和? ˇ ?很大的 —， 關(guān)系 ˙'和 能 的關(guān)鍵 節(jié) 以，原理方案的創(chuàng) 設(shè)計?其 足 ? 的義 工 設(shè)計內(nèi)容 ˙ ， 立靜止 分析 方面的 題，得 的結(jié)論往往 面、 限的 系統(tǒng)工 方 將事? 作 個 體系統(tǒng) 研究，分析系統(tǒng)10 明確任務(wù) 求總功能 象 總體方案分析 索 創(chuàng) 、設(shè)計目錄 求功能元 分解 功能? 求功能元解 索 創(chuàng) 、設(shè)計目錄 系統(tǒng)原理解 ? ?”學(xué)矩 a原理方案 圖 21 原理方案設(shè)計 ?各??部分 間的?機聯(lián)系和系統(tǒng)與外a 的關(guān)系， 較全面的˙ 研究方 原理方案設(shè)計 往往利 系統(tǒng)工 的??、方 解? 的 題 原理方案的設(shè)計 ?- 的 從功能分析?手， 創(chuàng) 構(gòu)currency1探求多 種方案， 后 ￠ ， o¨，求得 a原理方案 其 ?和各 段 的主要方 圖 2-1 ? 系統(tǒng)工 方 設(shè)計 ￠ 的原理方案設(shè)計 緊緊– 功能的分析和求解 和? ??的 系統(tǒng)工 學(xué) “ ”研究分析 題 于 的未·系統(tǒng)，猶 不 明不 ·其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“ ” 可以利 外部?測， 分析 與 – 的聯(lián)系、 ?和 ， 解其功能、˙ ，從 探求其內(nèi)部原理和結(jié)構(gòu) 2.1 明確設(shè)計任務(wù) 根據(jù)` 設(shè)計的設(shè)計任務(wù) 要求設(shè)計 個九自由度三指仿生機械手， ?機 械手 其他?體的‰ 具體要求 ? 1a九自由度三指仿真機械手的總體設(shè)計方案； 2a九自由度機械手指的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動分析； 11 3a九自由度三指仿真機械手的三ˇ設(shè)計； 4a械手的裝配與仿真 2.2 功能分析 由于現(xiàn) 機械 動 主要? 動機、? 機、 機、氣動 達 ， 由于 機械手的工作條件和各種動 的˙??定 ， 現(xiàn) 機械手 的動 多以 動機作?動 ? 本設(shè)計 均以 動機作?動 ￠研究探索 動 ?件 總功能?機械手 不同?狀的?件?現(xiàn) 的‰ 三指機械手 機械手 不同?狀 的?件?現(xiàn)‰ 動 作 2.3 功能分析 仿生機械手和 §?工具?現(xiàn) 工件的‰ ?， 需要??的 度，以 ?于?現(xiàn)機械手 于不同?狀的工件?現(xiàn)?? 可靠的‰ 2.4 功能分解 動 機a 不同 ?狀 的工 件 ?現(xiàn) 的‰ 運動轉(zhuǎn)換 往 運動 往 動 手指運動 運動調(diào)節(jié) 2.5 原理方案 圖 2-2 ? 種較?的三指機械手的原理方案， 機的?轉(zhuǎn)運動 ? ?滑塊 ?面 桿機構(gòu)的? 12 圖 2-2 單指 2 自由度機械手結(jié)構(gòu)簡圖 `處省? NNNNNNNNNNNN 需要 ?明 和設(shè)計圖 . 聯(lián)系 ?九七 九二零八零零 '“全?機械畢 ￠設(shè)計 ?！該論文 答辯 本設(shè)計 要求九自由度三指仿生機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計，? 圖 2-2 ￠修改 異 后 可得到單指三自由度的機械手結(jié)構(gòu)， 異后的機械手 pro/e ?件建模 圖 2-3 ? 圖 2-3 各種位? 手指的仿真圖 異后得到的機械手結(jié)構(gòu) pro/e ‰ 圓柱工件和??工件的仿真 圖 2-4 ??13 圖 2-4 ‰ 圓柱?和??工件的三自由度手指三ˇ模型 2.6. 具體工作原理 2.5 ?明 機械手§?部分的原理方案， 明確機械手的具體 結(jié)構(gòu)設(shè)計和布 ， 面? 機械手的 體布 和驅(qū)動方式作具體分析，由上述 2.4 可·，機械手的動 的 機， 機的 動機轉(zhuǎn) 的 ?轉(zhuǎn)運動， 分析，機械手?￠§?的部分要求的 桿機構(gòu)的直線運動，? 需將 機主 的?轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換?機械手?￠部件的桿機構(gòu)的直線運動 由機構(gòu)學(xué) 可·，將 個?轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換?直線運動主要?以 幾種方案? 1a??滑塊機構(gòu) ??滑塊機構(gòu) 的運動 均? ?又 ? 機構(gòu)a 其運動 元 ?面 接觸，” 較?， ?能 較大，′滑?，磨??，?工…‰容 ，ˇ??滑塊 機構(gòu) 的 幾? 閉的， ?工作的可靠 ?利 利 ??滑塊機構(gòu)還可以很方?的達到改 運動的傳 方向， 現(xiàn) 和?距 離傳動的目的 ??滑塊機構(gòu) · ˙?， 要 機轉(zhuǎn) 的?轉(zhuǎn)運動需要 間 構(gòu)件??和連桿的傳 ，? ? 傳動線 ， 生較大的累積 ˉ，ˉˇ?得 機械`′降 2a齒輪齒條機構(gòu) 齒輪齒條機構(gòu)￡ '?機械傳動`′方面???滑塊機構(gòu)具?較大的 勢， 齒輪的齒面作? 個較? 的型面， ?工和…‰ 較??′，ˇ? 工?本???滑塊機構(gòu)?， 齒輪齒條傳動 傳動上還· 個不可忽視的缺?， 輪齒條嚙 傳動時 ? 于線接觸，? ??滑塊機構(gòu)，齒輪齒條嚙 傳動時的接觸 較大，齒面容 磨?， 終會導(dǎo)致?大的傳動 ˉ 3a凸輪機構(gòu) 凸輪機構(gòu)作?將?轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換?其他運動?式的傳動機構(gòu)， 工￠ ?其 ˙的 勢，其 大的 ?? ?只要? 設(shè)計 凸輪的輪廓?線，?可以 ?得推桿得帶各種? 的運動規(guī)律， ˇ— ，機構(gòu)簡單緊湊 由于凸輪機構(gòu)自o的結(jié)構(gòu)?式，?定 其 ?的缺?， 凸輪機構(gòu) ，凸輪14 廓線和推桿間??、線接觸， 以接觸 大，容 磨?， ˇ凸輪的?工…‰ 較?′ 4a螺旋機構(gòu) 螺旋機構(gòu)?螺桿、螺母和機架?? 情況 ，? 將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換?直線運動 螺 旋機構(gòu)的 ? 能獲得很大的 速?和 的 益，還可以自鎖 由于螺紋的機構(gòu)?式， 螺旋機構(gòu)的機械`′會?較 `′' ?，磨?§ 大，兩 不可`得 由上述分析，˙ 傳動 ˉ，傳動`′和 ?本的考?，以 方案 ??滑塊機 構(gòu) 機械手的?￠部分?現(xiàn)驅(qū)動，機械手單個 手指的的布 ??§由圖 2-5 可·，機械手 的工作原理? ?? 1 的外部鏈接 個 機， 機的旋轉(zhuǎn)運動 ??滑塊機構(gòu)將 運動傳至三 板 4，由于滑塊 3 將運動傳至構(gòu) 件 由?面 ?現(xiàn)的， 以構(gòu)件 4 可?現(xiàn) 豎 直方向§動外，還可以?現(xiàn)三個方向的轉(zhuǎn)動 圖 2-5 機械手單個手指的的布 圖 ?由 4 構(gòu)件各個頂?的上 §動帶動 5 構(gòu)件運動，?由桿機構(gòu) 6、7、8 的運動將 運動傳至指尖機構(gòu) 8， 工件?現(xiàn)§? 構(gòu)件 4 連接構(gòu)件 5 的運動 ??面 ， §可以?現(xiàn) 各種?狀的工件 ￠自? §? 2.6 本章總結(jié) 至`，三自由度的手指方案 給定，本章主要運 機械的功能設(shè)計 九自 由度三指機械手 ￠ 原理方案的設(shè)計，ˉ基于 pro/e ￠ 初 的建模仿真， 機構(gòu)的運動空間和機構(gòu)的各部分 ?方面的考?ˉ未涉及 3 機械手手指的運動 分析 機 運動學(xué)描述 機 關(guān)節(jié)與??機 的各 體 間的運動關(guān)系 章 首先 手指機構(gòu) ￠自由度分析，以確定?幾個 立參數(shù)需要驅(qū)動， 后 手指 機構(gòu) ￠位置正反解分析，速度分析，得到 雅克?矩 后 機構(gòu)的˙殊位 ?和零? ￠ 討論，得 設(shè)計條件 3.1 手指機構(gòu)運動 學(xué) ?體 工作空間內(nèi)的位置以及機 手的位置， 以 個確定的坐標系 描 述的、 工作任務(wù)§ 以 個 間坐標系 賦于手指 “的坐標系 規(guī)定的 由笛卡兒坐標系 描述工作任務(wù)時， 上述fl 規(guī)定 換? 系列能?由手 指驅(qū)動的關(guān)節(jié)位置 確定手指位置和?”的各關(guān)節(jié)位置的解答， 運動方 的求 解 要·道工作?體和工具的位置，?要指定手指逐?運動的速度 雅克?矩 由 個笛卡兒坐標系規(guī)定的各單個關(guān)節(jié)速度 后 個連桿速度的線 換 3.1.1 手指機構(gòu)的 自由 度計算 '面機構(gòu)的自由度計算公式?15 p --?????????????????? 1 1 ???3?2?? 2 1 2 ?F 3 2 pl p h 其 ? n 機構(gòu) 動構(gòu)件的數(shù)目； l p h 機構(gòu) ? 的數(shù)目 3-1a 從圖 3-1 可以· `手指結(jié)構(gòu)? 7 個 動構(gòu)件，9 個轉(zhuǎn)動 ，沒?? ， 不· 部自由度和虛約束，自由度計算 ? F 3 2 pl p 3 ′7 2 ′9 1 0 3 3.1.2 位置正解 圖3-1 手指的機構(gòu)簡圖 具?閉式鏈結(jié)構(gòu)的 手，?定手 “位?及速度和?速度 能的主要桿件間 的 轉(zhuǎn) ，? 間接驅(qū)動的，? 關(guān)節(jié)運動時， 關(guān)節(jié)會由于結(jié)構(gòu) 上的原因 生currency1?運動 以， 求解時， 先分析運動˙?，找 直接?定 “位?、速度和?速度 能的關(guān)節(jié) ， ? 分離 ，?? 的?鏈機構(gòu)， 后 ￠求解 6 個 ?DOF 的閉式鏈可? ?DOF 的?式鏈和 個 0DOF 的桿?構(gòu) ?，自由度 ?不 ，閉式鏈的運動學(xué)˙ 及工作 能由?式鏈?定 圖 3-1 ?的手指結(jié)構(gòu)，可以將其 ?由桿 1、5、7 ??的? '面三自由度連桿結(jié) 構(gòu)，?作運動學(xué)分析 建立 圖 3-2 ?的坐標系，各關(guān)節(jié) ? ? ， 2 和 3 ， 各關(guān)節(jié) 基坐標系 x 的轉(zhuǎn) ? ， 2 和 ， ? 各 機 ? ， 關(guān)系? ?利 幾? 可以得到手指 “的位置正解，手指 “? P 的位置可以 坐標16 ?? x (mm) y ( mm) p p 1 2 P ( x p , y p ) 表?，?” 表?， 投 換? 關(guān)系? x p y p l cos l cos( ) l cos( 2 3 ) l sin 1 l sin( 2 ) l 3 sin( 1 2 3 ) 2 3 3-3a 3-4a 3-5a 圖 3-2 '面三自由度? 連桿機構(gòu)坐標系 l 30 m l 2 28 m l 10 m 國內(nèi)外仿生機械手指的 設(shè)計，¨定 根 據(jù)不同的 ， 2 和 3 可以得到手指的不同的位置， ?公式 3-3 3-4 3-5 計算數(shù)據(jù) 表 3.1? 表 3.1 仿生機械手指的位置正解?? ? 號 1 15 45 60 37.978 40.674 2 15 90 45 13.071 39.810 3 30 60 75 16.322 45.589 4 45 15 90 26.553 50.462 5 75 60 30 21.694 51.365 ( °) 120 150 165 150 165 3.1.3 三自由度仿 生機械手指的位置反解分析 “?的位置， 能?現(xiàn)fl “位置的 ? 系列關(guān)節(jié) ? 的17 2 2 j j j j j j j j 1 1 3 3 (3-9) 2 2 2 2 [ l l l 2 l cos( )] 1 C[r l l l 2rl cos( )]1 2 3 1 3 3 A cos B sin C (3-10) ?位置反解的 ， 位置反解的求解可以分別 數(shù)的方 以及幾?的 方(a) 數(shù) ?設(shè) “? P 的位置 P ( x p , y p , 3 ) ，圖 33 圖 3-3 位置反解 數(shù) 分析 arctan( y p / x p ), r x p y p 利 數(shù)向量 列 矢量位§方 l e l e l e re 3-6 3-7a 手指 “? P 的位置 P ( x p , y p , 3 ) 確定后，上式?兩個未·數(shù) 1 和 2 ，?可 以求解 §項， 式兩 同乘以各自的共軛 數(shù)，? ( e )( e ) ( re l e l e ) ×( e l e l e ) 3-8 將上式 ?， ˉ同 項，? ( r cos l cos ) cos ( sin l sin ) sin 2 2 A r cos l cos 其 B r sinl sin 2 A B C 均 ·， 簡 ? 2 2 可得 ?兩個解?18 B ??2 ?//l sin r sin l sin 1 1 2 2 ? ??' ?????? I : A A A P I I : A A A P ??????*?????!? P ( x , y , ) x x l co s p 3 3 A (y ?? ?? (3-14)y y l sin ?2 2 2 ?è B A C A C ? 3-11a ?利 式 5)求解 ， ? í l sin 3-12a ?l co s r co s l cos l cos 得? 1 ? r sin l 2 sin l sin r cos l cos l cos ÷ 3-13a è 2 2 3 3 ?于 ?兩個解 ，fl個可以 幾?的方 詳?解釋， 圖 3.2 ?兩 ba幾? ? 手指 “? P 的位置 確定后， 圖 3 4 可以求 ?位置 ?19 2 2 2 2 2 2 2 2 x y l l cos (3-16) 2 2 ' 2 2 2 2 x y l l 2 2 ?(3-19) E????? ??????E??????????????? (3-20) ?*?????????????????????????? l 30 m l 28 m l 10 m ???!?!?? 1 ?? ?x 16.322 10 cos 165 25 81 ?2 2 2 2 25 81 43 30 28 cos 0. 00 圖 3-4 位置反解幾? 分析 圖 34 ?， l , l 2 和 ??的三 ?內(nèi)， 余弦定理可以求 2 ，其 投 關(guān)系 ? x y l l 2 l cos( 80 2 ) 3-15 由`可得 2 l 值得?意的 ? (1)? ?解的· ，目標? A ( x y ) 滿足 x y ￡l l 2 的條件； (2) 滿足解的· 的條件 ，可能?兩個解 其 由虛?線表?a? ( ￡ ￡180 ? 求 ，首先計算 度 和其 arctan( y / x 3-17 cos ( ￡￡180 3-18 2l x y 由`得 1 其 ， 2 0 時， “+”號； 2 0 時， “ ”號 手指 “連桿的 3 3 1 2 3 從 確定 現(xiàn)¨?幾? 驗?反解，具體 ? 1 2 3 位置的數(shù)據(jù) x p 16.322 m ， y p 45.589 m ， 165 ， ? 3-14 式得 ?y 45.589 10 sin 165 43 00 ?續(xù) ?(316)得? 2 ′30 ′28 § 60 0 2 60 0 0 式(317) 、(318)，得到 arctan( 3 / 25 81 58 6 20 58 8 6 28 6 30 ??????*??? 87 2 ?? 60 ?? 102 ???? 3.3 ????????????????!??????? & & & x s l s l s l s l s l s ?& & & y l c l c l c c l c l c (3-21) p 1 1 2 12 3 123 1 2 12 3 123 2 3 123 3 ?T T & 2 2 2 2 co s 25 81 43 30 2 28 2 0. 76 2 ′30 ′28 8 6 25 81 43 60 0 時， ?式(319) 、(320) 1 60 0 0 0 的時， ?式(319) 、(320) 58 6 28 6 87 7 2 102 從結(jié) 分析，? ?解 30 ， 2 60 ， 3 75 ?正解分析 的位置， 1 2 3 ?，兩?解 手指 “關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié) 同的，因?fl由公式 3-14 ?定 兩 ?解的手指根段關(guān)節(jié)和手指 段關(guān)節(jié)的位置”，正? 關(guān)于 原?與 A ( y 的 直線 ，fl 由于公式 3-16 ?定的， ?際情況 兩?解 可能?現(xiàn)，只 第 ?解?第二?解?容 到達，ˉˇ可以??–?奇異位置的 現(xiàn) 3.2 仿生機械手指的 速度 分析 式 3-3 、式 3-4a、式 3-5a 時間 t 求導(dǎo)，?得到手指 “ P 的速度 ?其 s sin1 ， s 2 sin 2 ， s 23 sin 2 3 ， c cos1 ， c 2 cos 2 ， c 23 cos 2 3 ； p p 3 1 2 3 將 3-21a式改寫?矩 ?式 V= J q& 3-22 21 é l s l s l s l s l s l s ùê 1 1 2 12 3 123 2 12 3 123 úc l c l c c l c l c ? 1 1 2 12 1 3 123 2 12 1 3 123 3 123 1 ?3-23 J ? 手指機構(gòu)的雅可?矩 ， 描述 機 機構(gòu)的?作空間速度和關(guān)節(jié)空 間速度的線 映射關(guān)系 fl 描述 手指 “ P ?的速度和各關(guān)節(jié)速度的映射 關(guān)系 由于線速度和?速度的不同量綱，將雅可?矩 J 分? ? èJ w ?將 3-22a式寫?? ? c l 2 c 2 l c 23 2 c 2 l c 23 l c 23 ?J 1 1 3-26 J ?R 速度反解? q J & X 3-27 J 滿秩時， J ?雅克?矩 的逆矩 ， 不滿秩時， J =0，J 的逆矩 不 · ，`時任? ?關(guān)節(jié)運動 量?奇異關(guān)節(jié) 量，機構(gòu)處于奇異位?，欲?手 “沿 個笛卡兒方向以 定的速度運動，其 個關(guān)節(jié) 需的速度將 得 常大， ˇ接 極限不確定值， 由于關(guān)節(jié)?際運動速度不可能無限大， 以 “勢 偏 離 要求的運動 失去 個方向的運動 現(xiàn)機構(gòu)自由度瞬時 的現(xiàn)象 同位置分析 樣， “? P 不考?與?體的接觸?”，§ 描述?”的 量 可以任意，`時的速度雅克?將? ? c l 2 c 2 l c 23 2 c 2 l 3 c 23 l c 23 ?J ?R 不 方 ，于 不· 逆矩 ， 其偽逆 J ，? q& J X J X 3-29 由線 數(shù)的· 可·式(329)的解不唯 ，?無窮多?解， ￠速度規(guī) 時 根據(jù)要求¨ ? 的解 3.3 仿生 機械手指的運動空間分析與仿真 目?，隨著機 研究領(lǐng)域的不￠ ，機 計算機仿真系統(tǒng)作?機 設(shè)計和 研究的 方?的工具， 揮著?要的作 本設(shè)計 的機械手作? 種仿 機械手，能 22 ?較 的‰ 動作 機械手 于作￠研究時， 個?要的因 ? 機械手 運動 能達到的空間位置，fl 于作￠和–障 ? 定的?際意義，因` 機械手的設(shè)計和 研究 段 機械手的可達空間 ￠分析 本節(jié)探討 數(shù)方 求解 3 自由度手指的 工作空間 首先根據(jù)設(shè)計要求， 30 m ， 28 m ， l 10 m 可以得 手指運動空間 肯定分別 x ， y 方向 (8 6 8 內(nèi) ?上約束條件，約定 y 方向只 正方向， ( , 8 –內(nèi)；由于機構(gòu) · '￠? ?結(jié)構(gòu)， 以約定 ( , 180 間； 去 '￠ ? ?的奇異位置， ? ? 序 度的判￠， '￠? ?兩個 鄰的桿件§ ? 0 80 時去 ， 編… 序的時候 1 的 –內(nèi) fl兩個位置去 掉；??上分析 公式(312)，其 判￠反解· 的條件 B A C 的 fi 以上fl 約束條件， ￠ MATLAB 的 序仿真，仿真結(jié) 圖 3.4 y mm ) x( mm 圖 3.4 3 自由度手指工作空間分析圖 23 4 基于 Pro/e 的仿 生機械手的建模，裝配及仿真 4.1 Pro/e 簡介 Proe ?國 PTC 公司旗 的 Pro/Engineer ?件的簡 P ro/E Pro/Engineer ?作?件a ?國參數(shù) 公司 Parametric Technology Corporation，簡 PTCa 的?要 款 CAD/CAM/CAE 功能 體 的˙ 三ˇ?件， 目?的 三ˇ‰型?件領(lǐng)域 占?著?要 位，ˉ作? 今?a機械 CAD/CAE/CAM 領(lǐng)域 的 標準 得到￠a的認可和推 ， 現(xiàn)今 ?功 CAD/CAM ?件 20 多—不￠的創(chuàng) 和 ，pore 現(xiàn) 三ˇ建模?件領(lǐng)域的領(lǐng) 頭羊 ，?具? ˙?和 勢? 參數(shù) 設(shè)計和˙¨功能 Pro/E??i?eer 參數(shù) 設(shè)計的、基于˙¨ 的?體模型 系統(tǒng)，工 設(shè)計 員 具? 能˙ 的基于˙¨的功能去生 ?模型， 腔、殼、倒 及圓 ，您可以隨意勾畫草圖， 改 模型 fl 功能˙ 給工 設(shè)計 '“ 設(shè)計上從未? 的簡 和 單 數(shù)據(jù)庫 Pro/E??i?eer 建立 統(tǒng) 基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象 傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立 多個數(shù)據(jù)庫上 謂單 數(shù)據(jù)庫，? 工 的 資料全部 自 個庫，?得每 個 立 戶 ? 件 ‰型 工作，不管 他 哪 個部 的 換￡ ， 個設(shè)計 的任? 處 生改動，亦可 以?后反 個設(shè)計 的 關(guān) 節(jié)上 ? ， 旦工 詳圖?改 ，NC 數(shù)?a工具 徑 會自動? ；?裝 工 圖 ?任? 動， 全同樣反 個三ˇ模型上 fl種 ˙的數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)與工 設(shè)計的 的結(jié) ，?得 件 的設(shè)計結(jié) fl ?， ?得設(shè)計? ，? ?量??， 能?? 推向市場， 格 ??宜 全 關(guān) ?Pro/ENGINEER 的 ?模塊 全 關(guān)的 fl?意味著 ? 處 ￠的修改，能? 到 個設(shè)計 ，同時自動? ? 的工 文檔，包括裝配體、設(shè)計圖 ，以及…‰數(shù)據(jù) 全 關(guān) 鼓勵 ? 的任 ? ￠修改，?沒?任??失，ˉ?ˉ￠工 ??可能， 以能 ??? 后 的 功能'? 揮其作 24 基于˙¨的參數(shù) ‰型?Pro/ENGINEER ? 戶熟悉的˙¨作? 幾 ?模型的構(gòu)‰要 fl ˙¨ 普 的機械 象，ˉˇ可以按?先設(shè)置 很容 的 ￠修改 ? ?設(shè)計˙¨?弧、圓 、倒 ，? 工 員 ? 很熟悉的，因 于? 裝配、?工、…‰以及其?學(xué) ? fl 領(lǐng)域 ˙的˙¨ 給fl ˙¨設(shè)置參數(shù) 不 包括幾? ?，還包括 幾?? a， 后修改參數(shù) 很容 的 ￠多 設(shè)計疊 ，?現(xiàn) ? 數(shù)據(jù)管理??速投放市場，需要 較短的時間內(nèi)? ?多的 ? ?現(xiàn)fl種`′， 允許多個學(xué) 的工 師同時 同 ￠? 數(shù)據(jù) 管理模塊的? 研…，正 ￥ 于管理ˉ￠工 同時 ￠的各項工作， 由于? Pro/ENGINEER ˙的全 關(guān) 功能，因 ? ??可能 裝配管理?P ro/ENGINEER 的基本結(jié)構(gòu)能??您利 直?的命 ， “嚙 ”、“插?”、“ ” 很容 的 零件裝配 ，同時 ?設(shè)計意圖 ? 的功能支?大型 裝配體的構(gòu)‰和管理，fl 裝配體 零件的數(shù)量不?限… 于? ? 單以直?的方式聯(lián) 現(xiàn)，'“ ¨項和?先¨ 的 普 ¨項，同時還'“ 簡短的 單描述和 的 線 ，fl種?式?得容 學(xué) 和? 4. 2 仿 生 機 械手 各 部 分 的 建 模 由于` 設(shè)計的機械手 連桿驅(qū)動方式， 以 于機械手的各部分建模 ˉ不· ′?，只需按 給定的 ? ￠三ˇ模型的建立 可 4. 3 機 械 手 的裝 配 與 仿 真 由于 Pro/e 自o的˙?， ?件裝配 沒?考?后續(xù)的仿真 的需 要，只 機械的 各個?件生 的裝配 ， 么后續(xù)的仿真 基本上 沒?辦 ?的 面??始具體?明機械手的裝配及仿真 ； 4. 3.1 機械 手 的 裝 配 由于` 設(shè)計的機械手的三個手指均具?三個自由度， 以三個手指可以 同的結(jié)構(gòu)，從 機械手的三個手指具?三個 同的結(jié)構(gòu)，只 將三個 手指 裝 機械手手 上的結(jié)構(gòu) 同的，只 具體位置?ˉ異 ， 以 ￠裝配的時候?可以 部裝， 后總裝的方式 ￠ 從 將機械手 的 個裝配分?三部分； 1. 機械手手 的裝配 首先 ? Pro/e ?件，? 建圖標 創(chuàng)建 個 的裝配文 shou h ??. s ， 圖 4-1 ?25 圖 4-1 Pro/e 裝配的 建a面 ? 確定， 后¨? ?s p rt soli ? Pro/e 的裝配a面， 圖 4-2 ? ? 圖 4-2 Pro/e 裝配體的初始a面 接 可以 ￠手 的裝配， ???件的時候?兩種¨?， 可以¨? Pro/e 的工具 的“插?”¨項?¨?“元件” 單的 拉 單 的“裝26