【摘 要】
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近年来,随着人民生活质量提高,以混色纱线为原料的智能化纺纱产品市产需求日益增加,然而混色纱线在上料抓取的过程中存在诸多难点,难以实现真正自动化。因此,针对现有混色纱线自动化上料抓取装置体积大,抓取定位不精准,且效率低下等问题开展研究,设计一种适合混色纱线高效上料抓取的仿生学机械手。首先,根据混色纱线上料特性,在研究仿生学原理的基础上,对上料抓取机械手进行结构设计。通过研究实际抓取需求及人体手指结构
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近年来,随着人民生活质量提高,以混色纱线为原料的智能化纺纱产品市产需求日益增加,然而混色纱线在上料抓取的过程中存在诸多难点,难以实现真正自动化。因此,针对现有混色纱线自动化上料抓取装置体积大,抓取定位不精准,且效率低下等问题开展研究,设计一种适合混色纱线高效上料抓取的仿生学机械手。首先,根据混色纱线上料特性,在研究仿生学原理的基础上,对上料抓取机械手进行结构设计。通过研究实际抓取需求及人体手指结构原理,构建机械手总体结构方案,完成上料抓取机械手构件布局设计及传驱动方式的选型确定;其次,根据机械手结构方案,对混色纱线上料抓取机械手进行运动学分析,获得位姿转角参数矩阵,为精准抓取控制提供依据。在运动学分析过程中,利用改进D-H坐标描述法,推导出参数关系函数,从而完成正逆运动学解分析,求得位姿关系矩阵,确定机械手尺寸及绳轮布局参数,为机械手准确上料抓取提供理论参数保障;最后,根据机械手实际抓取需求,设计混色纱线上料抓取辅助装置。以机械手上料及纱线悬浮定位需求为依据,设计机械手辅助移动平台和纱线喷射悬浮辅助气孔通道,为机械手的移动及纱线悬浮精准定位抓取提供硬件支持。为验证混色纱线上料抓取机械手的可行性,进行机械手仿真及实物样机抓取实验设计,并对多组实验数据进行对比分析。其试验结果表明,所设计机械手可实现混色纱线的自动化上料抓取,其抓取成功率可达到92%。
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