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关于多指灵巧手运动学模型的研究(2012年)

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简介:
本研究聚焦于分析与设计多指灵巧手的运动学模型,探讨其在机械工程和机器人技术中的应用潜力。通过建立精确的数学模型,优化手指动作协调性和灵活性,旨在推动仿人机器人领域的发展。 为了实现对灵巧手各个关节的实时控制,必须研究各关节的位置、速度、加速度及受力情况。基于自行设计的仿人多指灵巧手结构,我们建立了一个DH模型来分析其位姿与坐标变换,并为手指各关节设置了相应的坐标系,确定了齐次坐标变换矩阵,建立了运动学方程。通过运用正向和逆向动力学解法,我们可以求出所需的参数。这些研究将为进一步探讨灵巧手的动力学、抓取规划及运动控制奠定基础,从而确保其具备优良的动态性能与最优指标。

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  • (2012)
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    本研究聚焦于分析与设计多指灵巧手的运动学模型,探讨其在机械工程和机器人技术中的应用潜力。通过建立精确的数学模型,优化手指动作协调性和灵活性,旨在推动仿人机器人领域的发展。 为了实现对灵巧手各个关节的实时控制,必须研究各关节的位置、速度、加速度及受力情况。基于自行设计的仿人多指灵巧手结构,我们建立了一个DH模型来分析其位姿与坐标变换,并为手指各关节设置了相应的坐标系,确定了齐次坐标变换矩阵,建立了运动学方程。通过运用正向和逆向动力学解法,我们可以求出所需的参数。这些研究将为进一步探讨灵巧手的动力学、抓取规划及运动控制奠定基础,从而确保其具备优良的动态性能与最优指标。
  • 绳索设计(2012
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    本项目于2012年开展,旨在设计一种利用绳索传动机制控制的五指仿人灵巧手。该系统模仿人类手指运动方式,通过精妙的机械结构实现高灵活性与精准度的操作任务。 通过研究人手的生理结构特点,并模仿其设计原理,在五指灵巧手中初步应用了欠驱动原则和适应性原则进行设计。该灵巧手共有16个自由度,采用绳驱动机构,具有结构简单、重量轻等优点。经过抓取实验验证,证明了它的运动方式及抓取性能良好。
  • Shadow仿人
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    本研究聚焦于Shadow仿人灵巧手的动力学特性分析与优化,旨在提高其在复杂任务中的操作精度和效率。通过建立动力学模型并进行仿真试验,探索最优控制策略,为机器人技术领域提供新的理论依据和技术支持。 为了实现对仿人灵巧手的实时控制,需要研究其动力学逆问题,并确定运动轨迹相关参数与所需力矩之间的关系。本段落以Shadow仿人灵巧手为研究对象,参考现有研究成果建立动力学模型,分析了该类型手指连杆、腱传动系统和驱动系统的动力学特性。最终得到了单指的动力学方程,这不仅支持了灵巧手的仿真试验工作,并且为其实际应用提供了坚实的理论依据。
  • 2012渤海海洋溢油
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    本研究致力于开发和应用数学模型来评估与预测2012年发生的渤海海域石油泄漏事件的影响范围及程度,旨在提供科学决策支持。 我们建立了渤海二维水动力数学模型,并采用嵌套模式进行计算。该模型的网格使用了显隐交替有限差分格式(即ADI差分格式)。通过追赶法逐段求解,利用调和分析方法确定边界条件,在此基础上对比验证潮汐过程的结果与实测数据吻合良好。 另外还建立了溢油数学模型,考虑实时风场及表面流场对油膜质心迁移扩散范围的影响,并模拟了海上溢油的运动轨迹。通过水槽实验验证了理论公式的准确性。基于上述水动力模型和溢油模式的应用,在不同条件下(包括有风作用与无风作用)计算并分析静止点源瞬时及连续性溢油的运动路径及其扩散范围,进行了详细比较研究。
  • 固定式联方式选择2012
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    本文探讨了在设定固定费用条件下选择最优多式联运策略的问题,通过分析不同运输模式组合的成本效益,为决策者提供理论指导和实证建议。 为了更经济有效地组织多式联运,在同时考虑固定运输费用和变动运输费用的前提下,针对一批货物在其运输路径上各路段的运输方式优化选择问题,以包括运输费用、中转费用及惩罚费用在内的总成本最小化为目标,并受制于货物送达时间和运输能力等约束条件。在此基础上构建了混合整数线性规划模型,并设计了一种基于整数编码遗传算法的方法来解决该问题。 通过算例验证发现,本段落所提出的模型相较于不考虑固定运费的现有模型能够找到更优解;对于15个包含20至100条路段和5到20种运输方式在内的随机测试案例,在设定计算时间60秒内,本段落算法在两个大规模案例中找到了比商业优化求解器LINGO更好的结果。
  • 机器人分析与仿真
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    本研究探讨了机器人灵巧手指的运动学特性,并通过计算机仿真技术验证其在复杂任务中的应用潜力。 为了实现对灵巧手各关节的实时控制并提高其工作灵活性,本段落选择了英国Shadow公司生产的Shadow仿人灵巧手作为研究对象。文中详细探讨了该型号灵巧手机械结构的特点,并利用D-H坐标法建立了它的运动学模型。通过推导得到了单指正逆运动学方程及其解析解和相关参数。此外,还使用Matlab软件对上述结果进行了验证与仿真分析,为后续进一步研究灵巧手的动力学问题提供了理论依据。
  • 包含治疗因素SEIR传染病2012
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    本研究针对传染病传播机制,构建了包含治疗因素的SEIR模型,分析了不同治疗策略对疾病流行的影响,为疫情防控提供理论依据。发表于2012年。 我们研究了一类带有治疗项的SEIR动力学模型,在该模型中,治疗率与感染者数量之间存在一定的比例关系。通过分析得出了决定疾病灭绝或持续生存的基本再生数R0,并给出了不同条件下各类平衡点存在的条件阈值,进而判断了这些平衡点的稳定性。
  • 饮酒驾车(篇)
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    本系列文章构建了多个数学模型来分析和评估饮酒对驾驶能力的影响及其潜在风险,旨在为交通安全政策提供科学依据。 多篇关于饮酒驾车的数学模型是全国大学生数学建模竞赛中的赛题。
  • 数势宇宙 (2006)
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    本文探讨了基于双指数势的宇宙模型,并深入分析其动力学特性,为理解宇宙加速膨胀提供了新视角。发表于2006年。 在第二类Randall-Sundrum模型的基础上,将胚上的物质视为由理想流体和具有双指数势的标量场组成,并采用动力学系统的方法研究其演化过程。研究表明,在晚期阶段存在tracking吸引子和quintessence吸引子。此外,通过分析不同临界点之间的异宿轨线发现,初始条件的变化对整个晚期行为的影响不大。
  • 一类欠驱系统解耦滑控制2012
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    本研究探讨了一类欠驱动系统的解耦滑模控制策略,旨在通过理论分析与仿真验证提出有效的控制方法,以改善该类系统的性能和稳定性。文章发表于2012年。 针对一类欠驱动系统的稳定控制问题,提出了一种解耦滑模控制器的设计方法。首先将整个系统划分为两个子系统,并为每个子系统设计了相应的滑动面。接着,利用其中一个子系统的滑动面的反正切函数来构造一个中间变量,然后把这个变量引入到另一个子系统的滑动面上,进而构建出整个系统的统一滑动面。最后通过等效控制法求得该滑动面上的等效控制量,并结合李雅普诺夫稳定性定理设计切换控制量,从而得到系统最终的控制输入量。这种方法解决了传统解耦滑模控制系统中稳定性难以保证的问题,同时简化了控制器的设计过程。从理论上分析了系统的各个滑动面和整体性能。