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机械臂气动关节柔性抓取操控

贺道坤 李明

贺道坤,李明. 机械臂气动关节柔性抓取操控[J]. 机械科学与技术,2023,42(2):198-202 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20230058
引用本文: 贺道坤,李明. 机械臂气动关节柔性抓取操控[J]. 机械科学与技术,2023,42(2):198-202 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20230058
HE Daokun, LI Ming. Flexible Grasp Control of Manipulator Pneumatic Joint[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2023, 42(2): 198-202. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20230058
Citation: HE Daokun, LI Ming. Flexible Grasp Control of Manipulator Pneumatic Joint[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2023, 42(2): 198-202. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20230058

机械臂气动关节柔性抓取操控

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20230058
基金项目: 2018 年江苏省“青蓝工程”优秀教学团队项目(2018-4)
详细信息
    作者简介:

    贺道坤(1978−),副教授,硕士,研究方向为机电控制、视觉检测,hedk@njcit.cn

  • 中图分类号: TP242.6;TH122

Flexible Grasp Control of Manipulator Pneumatic Joint

  • 摘要: 针对机械臂不便于从物件上方直接进行抓取的情况,提出一种机械臂气动关节柔性抓取操控技术。分析机械臂常规抓取方式,剖析机械臂与物件接触间的几何约束关系,开展物件一边被抬起的受力情况。在此基础上,分析气动关节曲率和内压之间的线性关系,构建控制关节内压的机械臂柔性抓取操控技术。通过实物测试验证,采集物件曲率变化所对应手指内压变化情况,获取不同曲率下抓握平衡所需摩擦系数变化情况,通过手指和地面“相互对抗”,使纸条曲率变大且重心右移,从而成功实现了机械臂柔性抓取柔软物件,达到设计目标要求。
  • 图  1  机械臂与物件接触几何约束示意图

    图  2  物件一边被抬起的受力分析示意图

    图  3  装配活动关节手指的UR10机械臂

    图  4  机械臂手指曲率和内压之间的线性关系

    图  5  机械臂柔性抓取过程示意图

    图  6  物件随机械臂移动曲率变化

    图  7  物件曲率变化所对应手指内压变化

    图  8  不同曲率下抓握平衡所需摩擦因数变化

    图  9  机械臂柔性抓取纸条测试过程

    表  1  机械臂与薄物件接触几何约束

    参数定义描述
    $ \beta $机械臂与物件之间的夹角
    $ {l_2} $接触点2与物件边角之间的距离
    $ e $物件的厚度
    $ b $机械臂打开指间的距离
    $ {l_0} $物件长度
    $ m $物件质量
    $ {\mu _0} $物件与平面之间的摩擦因数
    $ {l_f} $机械臂指尖长度
    $ {\mu _1} $、$ {\mu _2} $机械臂与物件间的摩擦因数
    下载: 导出CSV

    表  2  机械臂手指初始配置参数

    参数最大最小步长
    水平距离/mm 90 20 10
    垂直距离/mm 140 80 1
    旋转角度/(°) 15 0 1
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-25
  • 网络出版日期:  2023-03-27
  • 刊出日期:  2023-02-25

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