(机器人)手指- Model
机器人欠驱动手爪驱动控制器设计
机器人欠驱动手爪驱动控制器设计李开霞;赵江海;丁玲;花加丽【摘要】为了实现欠驱动手爪作为末端执行机构在机器人系统中的应用,针对欠驱动手爪进行驱动控制器设计.针对欠驱动手爪的机械结构设计与驱动控制需求进行了归纳分析,综合采用电力电子、传感器、单片机及CAN总线控制技术进行了驱动控制器系统设计,基于模糊神经网络进行了作用力控制算法设计,设计出了结构紧凑,集检测、驱动、控制及总线传输接口于一体的欠驱动手爪驱动控制器,并将欠驱动手爪与驱动控制器一起集成至工业机器人手臂上进行了实验验证.实践结果表明,驱动控制器集成度高,功能完善,能够实现欠驱动手爪的动作要求,实现了欠驱动手爪在机器人系统中的成功应用,结果证明了设计的正确性与有效性.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2017(039)012【总页数】5页(P25-28,34)【关键词】机器人;欠驱动;驱动控制;CAN总线;模糊神经网络【作者】李开霞;赵江海;丁玲;花加丽【作者单位】中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所,常州 213164;江苏省产业技术研究院机器人与智能装备技术研究所,常州 213164;常州先进制造技术研究所,常州 213164;中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所,常州 213164;江苏省产业技术研究院机器人与智能装备技术研究所,常州 213164;常州先进制造技术研究所,常州 213164;中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所,常州 213164;常州先进制造技术研究所,常州 213164;中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所,常州 213164;常州先进制造技术研究所,常州213164【正文语种】中文【中图分类】TP2720 引言手爪作为机器人末端执行机构的关键组成部分，其相当于人类的手，主要用于对工具或者工件进行握持和操作，承担着重要的操作执行功能。
目前机器人手爪正朝着从简单到复杂，从笨拙向灵巧的方向发展，欠驱动手爪作为一种欠驱动机构的仿人机器人手爪，人手是其研究对象与灵感来源，属于多指手研究领域，目前被诸多研究者应用到机器人研究中。
机器人选型介绍
J1
J2
关节速度
J3
Max Speed
J4
J5
J6
J1
J2
J3
关节范围
J4
Max Operation Area
J5
J6
瞬间容许最大转矩
J5
The Max Moment Allowable
Torque
J6
重量 Weight
重复定位精度 Position Repeat Accuracy
工作温度 Working Temperature
6
150 150 160 360 320 360 ±150 +65～-180
+160～-110
±170 ±120 ±360
SA1800
6轴
8
150 150 160 360 320 360 ±165 +65～-180 +170～100 ±185 ±120 ±360
700
1405
1818
28
140
148
安装方式
工作区域
底座参数
法兰参数
负载曲线
概述：任何加在机器人上的负载都要遵循机器人负载图，以免机器人运行晃 动不稳定，电机、减速机、结构过载。单位（mm）
注意：超载将会使电机、减速机过载， 缩短机器人使用寿命，严重情况可 能损坏机器人。
机器人其它负载
SD500 桌面机器人 6轴，手腕额定负载1kg,最大负 载3kg，最大工作半径500mm
运行速度快
正装，挂装，倒装
体积小，重量轻 重复定位精度高
内置线缆
SD500 工作空间
SD500 技术指标
型号 Model 手腕负载 Wrist Payload
工业机器人手部三指抓取的结构设计
工业机器人手部三指抓取的结构设计机械设计及其自动化学生指导教师【摘要】:随着工业的大规模的发展，越来越多工业机器人操作手应用于各个场所并逐渐受到各国开发者关注和重视。
而最后执行者作为机器人于环境互相作用的机械指已经被提到了新的高度，文中简要介绍机械抓取机构的概念，机械抓取机构的组成与分类国内外的发展状况及发展前景。
调研现有工业机器抓取机构工作原理和结构设计提出工业机器人三指抓取机构的结构原理，然后将任务要求和对象物体的几何物理特性以及环境信息综合起来考虑，经过分析建立于东学的模型，仿真各个手指在抓取时的运动姿态，同时完成分析在静平衡状态下手指和外界环境之间的作用力。
并将抓取的姿态推理出来，同时寻找抓取物体特征平面，确定出所需要抓取的平面，再在抓取的平面上进一步规划出三个抓取点，并最终完成抓取结构设计。
【关键词】工业机器人三指抓取机构结构设计Industrial robot manipulators three fingers grab theinstitutional structure design【Abstract】With the large-scale industrial development, more and more industrial robot manipulators used in various places, and gradually by the concern and attention of the Inter-developer. Mechanical means as robots interact with the environment the final implementation, has been referred to a new level. The paper briefly introduces the mechanical grab the concept of the composition and classification of mechanical grab institutions, the industrial robot refers to crawl the principle of the structure. And comprehensive task requirements and object geometrical physical characteristics, and environmental information into consideration to establish the kinematics of the model through the analysis, simulation of individual fingers crawl athletic stance, and finger to complete the analysis in the static equilibrium state and the external environment between the forces. Attitude reasoning and crawl out and grab objects by looking for characteristic plane, identified the need to capture the plane 3 crawl further planning, and then grab the plane, and the final completion of the crawl structure design.【Key words】Industrial robots Three fingers grab the institutional Structure design目录绪论.........................................................1.前言1.1机械手概述...............................................1.2机械手的组成和分类.......................................1.2.1机械手的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1.2.2机械手的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2.机械手的设计方案2.1机械手的坐标型式与自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.2机械手的手部结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.3机械手的手臂结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.4机械手的手臂结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.5机械手的驱动方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.6机械手的控制方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.7机械手的主要参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2.8机械手的技术参数列表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.手部结构设计3.1夹持式手部结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.1.1手指的形状和分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.1.2设计时考虑的几个问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.1.3动力设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.手臂伸缩的尺寸设计与校核4.1手臂伸缩结构的尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.1.1手臂尺寸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.2 尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.3 尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5.结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．专业相关的资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．绪论1.前言1.1机械手概述：机械手是可以模仿人手和臂的某些动作和功能的，常常用在按固定顺序抓取、搬运物件或操作难度大的工具的自动操作装置。
三指灵巧手结构设计与控制实验_(1)
a) 前一代灵巧手指模型尺寸图
b) 本设计灵巧手指模型尺寸图
a) Figure of previous finger model
b) Figure of new finger model
图 2-2 两代灵巧手指模型尺寸对比图
Fig.2-2 The contrastive figure of two generate finger model
扭矩时所受的轴向力、径向力和圆周力，圆周力是驱动基关节转动的动力；
新一代手指三个指节的长度配置是仿照人手指的长度比例 2:1:1,手指总 长度为 106mm,由于指节 1 内要安放指关节 2、3 的驱动器，使指节 1 的长 度较长，手指的主要尺寸参数和上一代手指的对比更接近人手，具体参数见 表 2-1。在结构设计上由于基关节采用新的传动方式，这使基关节的尺寸大 大减小，从而使整个手指的宽度和长度都大大减小，对于灵巧手的包装、结 构设计都提供和很大的方便。
⎡1
⎡θ 1 ⎢⎣θ 2
⎤ ⎥ ⎦
=
⎢⎢⎢−21
⎣2
1⎤
2 1
⎥ ⎥ ⎥
•
⎡θ ⎢⎣θ
1a 2a
⎤ ⎥ ⎦
2⎦
(2-1)
基关节的逆运动学变换方程如式(2-2)
⎡θ1a ⎢⎣θ 2a
⎤ ⎥ ⎦
=
⎡2 ⎢⎣2
− 2⎤
2
⎥ ⎦
•
⎡θ1 ⎢⎣θ 2
⎤ ⎥ ⎦
(2-2)
2.3.2 手指基关节驱动和传动系统
在机器人灵巧手的设计中，驱动的形式主要有电磁(电机)驱动、液气压 驱动和采用记忆合金等。液气压驱动方式的缺点是设备复杂、庞大，难以实 现灵巧手的高度集成化。记忆合金驱动方式存在着疲劳和寿命等问题。现在 在灵巧手的研究中，电机驱动是主要的驱动方式。体积小、输出力大的电机 及集成驱动芯片的采用使电机、驱动电路板与手指机械本体融为一体，实现 灵巧手手指的模块化。本设计中，基关节采用 Maxon 公司提供的两个 EC20
机器人手部结构
缓冲。为了更好地适应物体吸附面的倾斜状况,有的在橡胶吸
盘背面设计有球铰链。真空吸附取料手有时还用于微小无法抓 取的零件, 如图1.2.11所示。
图 1.2.10 真空吸附取料手
•
1.2.3.机器人手部的分类 • 由于被握工件的形状、尺寸、 重量、 材质 及表面状态等不同,因此机器人取料手是多 种多样的, 大致可分为以下几类: • (1) 夹钳式取料手； • (2) 吸附式取料手； • (3) 仿生多指灵巧手； • (4)其它手。
1.2.3.1 夹钳式取料手 • 夹钳式手部与人手相似, 是工业机器人广为 应用的一种手部形式。 它一般由手指(手爪) 和驱动机构、 传动机构及连接与支承元件 组成, 如图1.2.1所示, 能通过手爪的开闭动 作实现对物体的夹持。
用时, 往往采用如图1.2.15(b)所示的盘式电磁铁, 衔铁是固
定的, 衔铁内用隔磁材料将磁力线切断, 当衔铁接触磁铁物体 零件时, 零件被磁化形成磁力线回路,并受到电磁吸力而被吸
住。
图 1.2.15 电磁铁工作原理
图1.2.16所示为盘状磁吸附取料手的结构图。铁心1和磁盘
3之间用黄铜焊料焊接并构成隔磁环2,既焊为一体又将铁心和磁 盘分隔, 这样使铁心1成为内磁极, 磁盘3成为外磁极。其磁路
如图1.2.2所示的三种V型指的形状, 用于夹持圆柱形工件。 如图1.2.3所示的平面指为夹钳式手的指端,一般用于夹持方形工件(具有两 个平行平面), 板形或细小棒料。 另外，尖指和薄、长指一般用于夹持小型或柔性工件。 其中, 薄指一般用
于夹持位于狭窄工作场地的细小工件, 以避免和周围障碍物相碰; 长指一
机械手指在机械手上位置的设计与分析
机械手指在机械手上位置的设计与分析1.简介人类的手已经进化成为一个复杂而且适应性强的夹紧机构。
对于不同的结构它能快速的重新调整自己以便灵活地抓住目标物体【1】。
它之所以能实现这样的功能，是因为它有一个能超过26(自由度)自由旋转的整体和一个基于大量传感器的复杂的分层控制【2】。
现在我们越来越有兴趣去发展多手指的机器手来模拟人手所呈现的功能。
一些研究人员已经设计出不同类型的装置来实现抓紧和控制目标物体的功能。
像机器手和机械握爪（手指有两个以上）这样的装置被广泛应用于实际运用中。
这些类型的装置尝试着模仿人类手的外形来设计希望能获得很高的灵活性和多功能的操做性。
此外，大多数有用的多手指的原型拥有大角度的自由旋转，复杂的控制和高昂的造价。
然而，它们仍然不能完全复制所有抓的功能和覆盖人类的手的所有夹紧模式。
我们认为主要的问题产生的可能性在于是否一个装置能调整它自己的手指的位置以形成通用的夹紧结构。
因此，设计一只机器手时它的手指能够通过移动和旋转来完成任务是十分重要的。
有一些工作只要改变机械手指的位置就能够处理。
例如：Upenn Hand(宾夕法尼亚大学手)的两个手指用一只电动机就可以实现一对180的旋转。
手指位于转轴的后方，允许侧向运动和旋转，所述照参。
Bartholet Hand（巴特勒夫手）有着和刚才描述过的Upenn Hand(宾夕法尼亚大学机械手)相类似的功能。
Guo Hand（郭氏机械手）的3个手指在一个凸轮装置和一只电动机的帮助下可以实现旋转的同步运动。
另一个例子是Skinner hand（斯金纳手），它的3个手指在只有一只电动机的情况下就可以旋转。
因此，从这些机械手的例子中我们可以清楚一个手指位置以期望它的轴心旋转可能会影响到手指和手多功能运动。
此外，作为改善现有的双手解决方案，可以举例说明概述了机制设计的Macus Colobi和IIM的机械手。
拉利伯提（Laliberté）和戈瑟兰（Gosselin）开发了Macus Colobi自适应机器人辅助手。
多指灵巧手DORAHAND
中国设计·大家谈099多指灵巧手 DORAHAND中国智造大奖-产业组 银奖设计方：谢宇伦 王涛 谢争 陈树渠 李袁 张琰DoraHand是全球首款基于手指模块设计的多指灵巧手，有效解决多指灵巧手成本高、不易维护的痛点，可应用于机器人灵巧操作及多种类物品的复杂抓取场景，采用特殊的传感器设计，结合多自由度配置，既能适应绝大部分物体的抓取需求，又能降低灵巧手成本，从而推广其在科研、工业、服务等领域的应用。
中国设计·大家谈100《设计》：请介绍下蓝胖子机器智能（Dorabot）。
谢宇伦：蓝胖子机器智能（Dorabot）于2015年扬帆起航，是一家有着雄厚技术背景的智能无人仓整体解决方案供应商，运用机器人视觉、运动规划、规划和推理、自主导航、多机协作、机器学习等技术，为物流、快递、电商仓储、海港、空港、先进制造等场景，提供包含分拣、运输、码垛、入库、装载等环节的软硬件相结合的一站式解决方案。
公司产品主要包括软硬件相结合的上件机器人、分拣机器人、自主移动机器人（AMR）、码垛机器人、装载机器人等，并积累了多种规划及优化算法，包括智能装箱算法、智能调度算法以及多机规划算法。
蓝胖子机器智能一直坚持人才多元化、市场国际化战略。
公司总部位于深圳，同时在广州、香港及澳大利亚布里斯班、美国亚特兰大、新加坡设有研发运营中心，现共有来自10余个国家的员工近200人，其中80%为技术人员。
《设计》：多指灵巧手的研发是何时开始的？项目从研发开始到产品量产上市用了多长时间？谢宇伦：项目成立于2016年，此次参赛的多指灵巧手DoraHand 3F从2019年7月开始立项设计，至今已经历了4个版本的迭代升级：第一版本-概念验证：基于实际需求及市场情况，进行产品的初步设计及关键技术验证；第二版本-产品原型：根据验证的关键技术，优化产品定义，设计产品原型；第三版本-稳定版本：实现产品性能的稳定，根据相关行业标准及认证进行验证；第四版本-初代产品：综合考虑需求、性能、稳定性的可推向市场的初代产品。
Fanuc机器人Model A介绍
Model A的安装和拆卸
安装
拆卸
第二部分
Model A 的管脚定义
➢Model A 的输入 ➢Model A 的输出 ➢接口单元示意图
Model A 16针脚输入
例：在针脚A0接一开关
开关一端接到针脚A0，另一端 接到针脚1。 针脚1接24V，针脚A0接0V。
Model A 16针脚输出
例：在针脚A0接一负载
Model A 安装形式
形式二：纵向安装
5 slot model A
Model A 安装形式
10 slot model A
Model A 的类型
32point
16point 12point 8point
Input
Input Module AID32A1 Input Module AID32B1 Input Module AID32H1 Input Module AID32E1 Input Module AID32E2 Input Module AID32F1 Input Module AID32F2
负载一端接到针脚A0，另一端接 到针脚1。 针脚1接24V，针脚10接0V。
Model A： 接口连接示意图
E-Stop
CP5A
Main board
CP32
JD1ABiblioteka JD1BModel A谢 谢！
世界机器人专家
Model A 介绍
2012.09.21
上海发那科机器人有限公司
第一部分
Model A 的配置
➢Model A 的实物 ➢Model A 的安装形式 ➢Model A 的类型 ➢Model A 的安装与拆卸
Model A 实物
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。