机械手抓取力感知与控制系统设计.doc

摘要：随着近代自动控制技术的发展,机械手在专用机床及自动生产线上的应用越来越广泛。工业机械手的使用不仅可以大大的提高现代工业的生产效率，还可以在恶劣的生产环境中代替人工操作，并且由于机械手操作的准确性与快速性，使用机械手对促进产品的不断升级更新有着举足轻重的作用。

本课题着重于机械手的抓取力感知与控制的研究，在机械手的控制过程中，对其抓取力的大小的控制有着十分重要的意义，抓取力太小可能抓取物体时难以抓牢，抓取力太大则可能会损坏被抓取的物体。对于抓取力的感知本课题采用的为点检测法，点检测法只需要一个力传感器即可，可以有效的控制成本。

关键词 机械手；抓取力感知与控制；点检测法

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1课题研究背景-1

1.2本设计目的及思路-1

2机械手简介-3

2.1工业机械手发展的背景-3

2.2机械手的分类与应用-4

2.3机械手的结构-5

2.4未来机械手的发展趋势-5

3机械手的搭建-6

3.1机械手的选型-6

3.2机械手各结构的搭建及材料选型-6

3.2.1机械手的躯干的设计-6

3.2.2机械臂的设计-7

3.2.3机械手夹具的设计-8

4机械手各部分驱动设计-10

4.1步进电机驱动设计-10

4.1.1脉冲分配器PMM8713的特点与原理-10

4.1.2功率驱动芯片SI-7300A的特点与原理-12

4.1.3步进电机驱动整体图-14

4.2直流电机驱动设计-14

5机械手抓取力感知设计-16

5.1机械手抓取力控制要求-16

5.2目前常用的抓取控制传感器及其优缺点-16

5.3本设计所用的抓取力感知方法-17

5.3.1力传感器搭建结构设计-17

5.3.2力传感器放大电路设计-19

5.4改进的传感器设计-19

5.4.1气压传感器的选型-19

5.4.2气压传感器的硬件设计-20

5.4.3气压传感器的软件设计-26

5.4.4具体实物图-27

6 机械手抓取力控制设计-28

6.1抓取力控制的处理器选型-28

6.1.1气动夹具的驱动设计-28

6.1.2机械手夹具程序设计-29

6.2单片机与PLC的通讯-30

结论-33

致谢-34

参考文献-35

附录-36