| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第11-23页 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 | 第11-12页 |
| 1.2 多指灵巧机械手研究现状 | 第12-13页 |
| 1.3 仿生软体机器人研究现状 | 第13-16页 |
| 1.3.1 仿毛虫软体机器人 | 第13页 |
| 1.3.2 Blob bot | 第13页 |
| 1.3.3 章鱼触手人工肌肉 | 第13-14页 |
| 1.3.4 滚动跳跃机器人 | 第14-15页 |
| 1.3.5 仿生海星机器人 | 第15页 |
| 1.3.6 仿人类食道吞咽软体蠕动机器人 | 第15-16页 |
| 1.4 软体机械手研究现状 | 第16-21页 |
| 1.4.1 仿生机械手 | 第16-17页 |
| 1.4.2 仿人软体机械手 | 第17-21页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第21-23页 |
| 第二章 驱动关节及气动软体机械手结构设计 | 第23-35页 |
| 2.1 软体机械手总体结构 | 第23-25页 |
| 2.1.1 人手的结构及关节运动原理分析 | 第23-24页 |
| 2.1.2 软体机械手总体方案设计 | 第24-25页 |
| 2.2 软关节手指 | 第25-26页 |
| 2.2.1 单向弯曲软关节手指 | 第25-26页 |
| 2.2.2 侧摆软关节手指 | 第26页 |
| 2.3 多向弯曲软关节 | 第26-28页 |
| 2.3.1 整体式多向弯曲软关节 | 第26-27页 |
| 2.3.2 组合式阵列腔体多向弯曲软关节 | 第27-28页 |
| 2.3.3 伸缩型多向弯曲关节 | 第28页 |
| 2.4 柔性关节手指 | 第28-31页 |
| 2.4.1 欠驱动铰链指骨手指 | 第28-29页 |
| 2.4.2 欠驱动梯形指骨手指 | 第29页 |
| 2.4.3 欠驱动侧摆型手指 | 第29-30页 |
| 2.4.4 拇指结构设计 | 第30-31页 |
| 2.5 软体机械手详细结构设计 | 第31-33页 |
| 2.5.1 手指结构的选择 | 第31页 |
| 2.5.2 掌骨及支撑块 | 第31-32页 |
| 2.5.3 微传感器放置方案设计 | 第32-33页 |
| 2.5.4 制作工艺及外包装设计 | 第33页 |
| 2.6 本章小结 | 第33-35页 |
| 第三章 机械手的运动学与静力学分析 | 第35-55页 |
| 3.1 机械手运动学分析 | 第35-39页 |
| 3.1.1 机械手参考坐标系确定 | 第35-36页 |
| 3.1.2 单向弯曲手指的运动学建模 | 第36-37页 |
| 3.1.3 侧摆型弯曲手指运动学建模 | 第37-38页 |
| 3.1.4 拇指运动学建模 | 第38-39页 |
| 3.2 软体机械手运动空间分析 | 第39-42页 |
| 3.2.1 单向弯曲手指运动空间分析 | 第39-40页 |
| 3.2.2 侧摆手指工作空间 | 第40页 |
| 3.2.3 拇指工作空间 | 第40-41页 |
| 3.2.4 机械手工作空间 | 第41-42页 |
| 3.3 单向弯曲手指静力学分析 | 第42-51页 |
| 3.3.1 硅橡胶材料模型 | 第42页 |
| 3.3.2 梯形指骨手指静力学理论模型 | 第42-47页 |
| 3.3.3 铰链指骨手指静力学理论模型 | 第47-50页 |
| 3.3.4 手指载荷输出力分析 | 第50-51页 |
| 3.4 基于Abaqus手指静力学特性有限元仿真 | 第51-53页 |
| 3.4.1 单关节梯形指骨手指有限元分析 | 第51-52页 |
| 3.4.2 多向弯曲软关节有限元分析 | 第52-53页 |
| 3.5 内部尺寸因素对手指转角的影响 | 第53-54页 |
| 3.5.1 手指长度的影响 | 第53-54页 |
| 3.5.2 腔体半径的影响 | 第54页 |
| 3.5.3 壁厚的影响 | 第54页 |
| 3.6 本章小结 | 第54-55页 |
| 第四章 机械手控制平台及算法设计 | 第55-79页 |
| 4.1 控制平台总体设计 | 第55-56页 |
| 4.2 硬件平台设计 | 第56-61页 |
| 4.2.1 硬件平台总体设计 | 第56-57页 |
| 4.2.2 传感器数据采集系统 | 第57-59页 |
| 4.2.3 气动执行系统 | 第59-60页 |
| 4.2.4 中心控制器及驱动系统 | 第60-61页 |
| 4.3 控制系统软件平台设计 | 第61-66页 |
| 4.3.1 软件平台总体设计 | 第61-62页 |
| 4.3.2 气压采集与执行系统接口设计 | 第62-63页 |
| 4.3.3 下位机程序设计 | 第63-66页 |
| 4.4 机械手控制策略研究 | 第66-69页 |
| 4.4.1 系统控制分析 | 第66-68页 |
| 4.4.2 PID控制策略研究 | 第68-69页 |
| 4.5 基于PID算法控制策略实验 | 第69-72页 |
| 4.5.1 基于PID算法气压反馈控制实验 | 第70-71页 |
| 4.5.2 基于PID算法转角反馈控制实验 | 第71页 |
| 4.5.3 基于分段PID算法夹持力反馈控制实验 | 第71-72页 |
| 4.6 基于Leap Motion姿态采集系统软件设计 | 第72-76页 |
| 4.6.1 Leap Motion设备简介 | 第72-73页 |
| 4.6.2 姿态的采集方案 | 第73-75页 |
| 4.6.3 Leap Motion姿态采集系统程序 | 第75-76页 |
| 4.7 上位机程序设计 | 第76-78页 |
| 4.7.1 上位机数据采集系统 | 第76页 |
| 4.7.2 上位机显示系统 | 第76-77页 |
| 4.7.3 上位机高级控制系统 | 第77-78页 |
| 4.8 本章小结 | 第78-79页 |
| 第五章 软体机械手关节特性及抓取实验研究 | 第79-95页 |
| 5.1 硅橡胶力材料参数测量实验 | 第79-80页 |
| 5.2 单向弯曲手指静力学特性实验研究 | 第80-86页 |
| 5.2.1 单向弯曲手指静力学特性实验原理 | 第80页 |
| 5.2.2 单关节手指静力学实验与理论模型验证 | 第80-82页 |
| 5.2.3 欠驱动手指的转角滞回特性 | 第82页 |
| 5.2.4 三关节欠驱动手指的夹持力实验 | 第82-83页 |
| 5.2.5 手指静力学特性影响因素 | 第83-85页 |
| 5.2.6 欠驱动手指三关节转角特性对比 | 第85-86页 |
| 5.3 多向弯曲关节静力学特性实验研究 | 第86-90页 |
| 5.3.1 多向弯曲关节静力学特性实验原理 | 第86-87页 |
| 5.3.2 多向弯曲关节转角特性实验与模型验证 | 第87-88页 |
| 5.3.3 多向弯曲关节夹持力输出实验 | 第88-90页 |
| 5.4 软体机械手运动方案设计 | 第90-91页 |
| 5.5 软体机械手位姿与抓取试验分析 | 第91-94页 |
| 5.5.1 软体机械手运动位姿实验 | 第91-92页 |
| 5.5.2 软体机械手抓取实验和分析 | 第92-94页 |
| 5.6 本章小结 | 第94-95页 |
| 第六章 总结与展望 | 第95-97页 |
| 6.1 总结 | 第95-96页 |
| 6.2 展望 | 第96-97页 |
| 致谢 | 第97-99页 |
| 参考文献 | 第99-102页 |