机器人手爪运动控制器的设计任务书

1. 1. 毕业设计（论文）的内容、要求、设计方案、规划等

仿人机器人手爪机构的研究已有几十年的历史了。机器人手爪机构直接作用于工作对象，机器人要完成的各种操作，最终必须通过手爪来得以实现；同时，手爪的结构、质量、尺寸对于机器人整体的运动学、动力学性能以及使用也有着直接、显著的影响。机器人整体水平的高低好坏,最终能否正常按照人们的意图去工作,还要看其末端执行机构。因此，手爪机构是仿人机器人设计中一个重要环节。

机械手结构图

本设计主要针对仿人机器人简易手爪结构（三个关节的四手指和二个关节的大拇指，关节之间以钢丝拉动作为肌腱），每一个手指分别由一个独立电机控制，来完成抓、握、捏的动作（如图所示）。因此，需要采用多轴运动控制器，即通过接受主控计算机对手部的控制指令，并行输出多路占空比可调的脉冲信号来控制电极转速，从而达到控制手指运动的目的。

一、题目内容及要求

1、了解机器人手爪的研究概况和关键技术；

2、仿人机器人手爪的结构及设计特点（参见参考文献[10]和[11]）。

3、要求设计的机器人手爪控制系统结构如图，包括以下部分：

（1）上位机的控制平台，完成数据处理与通信功能；

（2）下位机采用51单片机作为控制单元，用于接收上位机发送来的机械手爪关节运动角度的控制数据，并且能够根据这些数据输出若干路控制舵机运动的方波信号，另一个功能就是完成压力数据的采集与上传；

（3）无线收发电路完成下位机控制器与计算机的数据的交换。

二、实验、数据及图纸要求

（1） 运动控制系统下位机的具体硬件组成和电路实现(包括基于AT89C51单片机主控制电路，辅助电路、串行通信电路、无线收发电路等)，制作PCB板。

（2） 运动控制器的控制软件编制。

（3）上位机数据控制平台的设计（如使用VisualBasic）。

2. 参考文献（不低于12篇）

（1） 蔡自兴. 机器人学[m]. 北京清华大学出版社，2000

（2） dennis clark, micheal owings著. 机器人设计与控制[m]. 北京：科学出版社，2004

（3） 周华平. 多指机器人手爪规划与控制技术研究[m] . 长沙:国防科技大学出版社, 1997