竞赛机器人模块化抓取系统设计指导教师：孔繁征鄂明成组员：唐亚洲李洪刚张硕赵旭昌时靖石维特学院：机械与电子控制工程学院目录1立项依据2创新点3研究内容4研究路线4.1机械部分4.1.1机械手的分类4.1.2机械手接口4.2控制部分4.2.1步进电机的选取4.2.2电机驱动电路设计4.2.3主控系统的选择4.2.4传感器融合4.2.5传感器信息处理5项目可行性分析6经费预算7项目任务规划8参考文献立项依据机器人竞赛是近年来国际上迅速开展起来的机器人技术对抗活动，纵观近几年的机器人竞赛，机器人比赛任务的最终完成的好坏都取决于抓取机构的设计。对于抓取机构这部分，因每年比赛的主题不同，参赛的机器人在这方面的设计也是年年都在不断的许多重复工作，而且由于学生的设计经验不足导致了每年都会面临许多类似的瓶颈问题。本课题旨在对机器人竞赛中可能用到的抓取系统进行模块化设计，研究各个抓取机构的性能及参数，为以后竞赛机器人的抓取系统设计做技术参考同时设计出抓取系统与机器人其他模块的接口。创新点1.对于竞赛机器人可用的抓取机构进行模块化设计，可缩短整个机器人的设计和制作周期，同时也节约大量的人力、物力和财力。2.夹持机构的优化创新设计。3.机械手与机器人本体之间的接口模块化设计。研究内容1.研究多种夹持机构，最终完成智能机械手的机械本体制作。2.研究各个抓取机构的性能及参数，为以后竞赛机器人的抓取系统设计做技术参考。3.设计出抓取系统与机器人其他模块的接口4.整合优化不同特点的机械手，进行创新性设计研究路线（机械部分）机械手的种类有很多种类型，但是机械手的种类有很多种类型，但是怎样对比赛中可能用到的抓取系统进行模块怎样对比赛中可能用到的抓取系统进行模块化设计，还需在种类上进行细分并进行汇总，化设计，还需在种类上进行细分并进行汇总，最后进行创新性研究设计。最后进行创新性研究设计。钳爪式机械手1.回转式这种手爪是目前使用最广泛的一种，当手这种手爪是目前使用最广泛的一种，当手爪抓紧和松开工件时，做回转运动。当被爪抓紧和松开工件时，做回转运动。当被夹持物体大小变化时，要调整手爪位置才夹持物体大小变化时，要调整手爪位置才能保持物体位置不变。能保持物体位置不变。钳爪式机械手2.移动式当手爪抓紧和松开工当手爪抓紧和松开工件时，只做平移运动，件时，只做平移运动，姿态不变，但夹持空姿态不变，但夹持空间减小，由于夹持过间减小，由于夹持过程的摩擦力过大，产程的摩擦力过大，产生一定的弹性变形，生一定的弹性变形，积聚的弹性变形的能积聚的弹性变形的能量将是爪松开的时候量将是爪松开的时候产生不确定的偏移。产生不确定的偏移。吸盘式机械手吸盘式机械手适用于有较高位姿精度要求的曲面物吸盘式机械手适用于有较高位姿精度要求的曲面物件的自动抓取、搬运和精密装配件的自动抓取、搬运和精密装配托持式机械手对于重量大的工件，对于重量大的工件，可以减少推动手爪可以减少推动手爪的动力。同时可以的动力。同时可以提高搬运过程的稳提高搬运过程的稳定性。定性。关节式机械手关节式机械手主要用途是抓一些不同尺寸的工件，可以做成三爪式或其他形状，但结构和控制较复杂机械手与其他模块的接口控制部分1.步进电机2.主控系统的选择3.传感器融合4.传感器信息处理1.步进电机步进电机是将电脉冲信号转步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。包括反应式步进元步进电机件。包括反应式步进电机（电机（VRVR）、永磁式步进电机）、永磁式步进电机（（PMPM）、混合式步进电机）、混合式步进电机（（HBHB）和单相式步进电机等。）和单相式步进电机等。电机驱动电路设计电动机的驱动主要取决于电动电动机的驱动主要取决于电动机功率和电机固有步距角（它表机功率和电机固有步距角（它表示控制系统每发一个步进脉冲信示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度）的大小。号，电机所转动的角度）的大小。具体方案将根据所设计机械手具体方案将根据所设计机械手的抓取能力选择合适步进电机的抓取能力选择合适步进电机。2.2.主控系统的选择主控系统的...
