一种三指软体机械手抓机构设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着机器人技术的发展以及在工业、医疗、服务等领域的广泛应用，人们对机器人功能的要求日益提高，特别是在一些非结构化环境和人机交互场景中，传统刚性机械手因其自身结构特点，存在柔顺性差、安全性不足等问题。

软体机械手作为一种新型仿生机器人，其主要结构由柔性材料构成，具有结构柔顺、安全系数高、环境适应性强等优点，在复杂环境作业、人机共融等方面展现出巨大的应用潜力，成为机器人领域的研究热点。

本课题研究旨在设计一种具有良好抓取性能的三指软体机械手抓机构，并对其进行运动学分析、控制系统设计及实验验证，以期为软体机械手在实际应用中的抓取操作提供理论基础和技术支持。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，软体机器人技术在全球范围内得到了快速发展，各种新型软体驱动器、传感器和控制方法不断涌现，推动了软体机械手的研究进展。

1. 国内研究现状

我国在软体机器人领域的研究起步较晚，但近年来发展迅速，在软体材料、驱动方式、结构设计等方面取得了一系列重要成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题主要研究内容包括以下几个方面：
1.三指软体机械手结构设计：-分析软体机械手的应用需求和设计要求；-研究不同软体手指结构的特点和适用场景；-设计一种新型三指软体机械手抓机构，确定其结构参数和材料选型。

2.三指软体机械手运动学分析：-建立软体手指的运动学模型，分析其运动规律；-研究软体手指的弯曲变形与气压之间的关系；-分析软体机械手的工作空间和抓取能力。

3.三指软体机械手控制系统设计：-选择合适的传感器，构建软体机械手的感知系统；-设计基于传感器反馈的控制算法，实现对软体手指的精确控制；-搭建软体机械手的控制平台，并进行实验验证。

4. 研究的方法与步骤

本课题研究将采用理论分析、仿真模拟和实验验证相结合的方法，具体研究步骤如下：
1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解软体机械手、气动驱动、柔性材料等方面的研究现状，为课题研究提供理论基础。

2.结构设计阶段：根据应用需求和设计指标，设计三指软体机械手的结构方案，包括手指结构、驱动方式、材料选型等。

3.仿真分析阶段：利用有限元分析软件对设计的软体机械手进行仿真模拟，分析其运动学特性、力学性能和抓取能力，并根据仿真结果对结构进行优化设计。

5. 研究的创新点

本课题研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.提出一种新型的三指软体机械手结构设计方案，使其具备更强的适应性和抓取能力，能够更好地满足实际应用需求。

2.建立基于有限元分析的软体机械手运动学和动力学模型，为软体机械手的性能分析和优化设计提供理论依据。

3.开发基于传感器反馈的智能控制算法，提高软体机械手的抓取精度和稳定性，使其能够更好地适应复杂环境的变化。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 王田苗,程龙,刘达,等.软体机器人技术发展综述[j].机械工程学报,2021,57(18):1-18.

2. 姜力,张永顺,丁宁,等.软体机器人机构设计与驱动控制研究进展[j].机械工程学报,2021,57(14):37-54.

3. 刘冠廷,王兴,张帆,等.面向主动康复的柔性外骨骼机器人研究现状与展望[j].机器人,2020,42(6):782-795.