【摘 要】
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本论文主要对由山东科技大学机器人中心设计研发的反恐防暴机器人机械手样机进行了分析与仿真。本次设计的机械手样机为6自由度机械手,在机械手大臂及小臂上安装有气动平衡结
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本论文主要对由山东科技大学机器人中心设计研发的反恐防暴机器人机械手样机进行了分析与仿真。本次设计的机械手样机为6自由度机械手,在机械手大臂及小臂上安装有气动平衡结构,用来减小各关节电机在工作中的所需提供的驱动力矩,可以在减小机械手体积的同时,提高机械手的负载极限。使得在反恐防暴过程中,当发现沉重危险品后,可以代替以往的防暴人员,控制机械手对危险物品的进行抓取、移除,以保证相关人员的人身安全。 本次设计首先根据实际中的需求,规划了机械手的整体构造以及各运动关节的驱动形式;然后,运用D-H方法建立了机械手的运动学正解方程,运用拉格朗日动力学方法建立了机械手的动力学方程;其次,提出在机械手大臂及小臂上使用气动平衡结构,通过Matlab软件使用混合遗传算法对机械大臂及小臂重力矩平衡装置的安装参数进行优化设计,确定了气动平衡装置的最佳安装位置,以及在工作范围内所需的平衡力的大小。最后,针对气动平衡结构在使用时发现的问题,提出一种新型气动平衡装置,可以针对性的对不同负载所需要的平衡力进行调节,以更有效的提高防暴机械手或者是类似码垛机器人的负载范围,提高机械手的经济学与适应性。
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