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內容簡介

　　本書是一部系統(tǒng)探討仿人欠驅動作業(yè)手與控制技術的學術專著。是作者在哈爾濱工程大學和哈爾濱工業(yè)大學多年從事欠驅動作業(yè)手、仿人假手和水下作業(yè)技術的研究成果的總結，許多成果都是近年來最新取得的，在國內外都具備較先進的水平。本書主要分為7章，包括仿人欠驅動手的機構設計，仿人欠驅動手的驅動系統(tǒng)設計，欠驅動手指的運動學、靜力學分析，欠驅動作業(yè)手的實驗設計，欠驅動手的動態(tài)軌跡跟蹤與柔順控制和欠驅動手的應用實例與分析等幾個部分。本書在講解中結合了大量的實例，具有結構合理、新穎性和前沿性、多學科交叉、理論與實際密切結合、系統(tǒng)性強等特點。本書可以作為碩士研究生和博士研究生在欠驅動手和機器人方面的教材，也可作為廣大大學教師、科研人員和工程師在機器人和機械手領域研究和開發(fā)的參考書。

作者簡介

　　黃海，主要研究領域：遙控水下機器人與作業(yè)技術。在哈爾濱工業(yè)大學機器人與系統(tǒng)國家重點實驗室分別攻讀碩士學位和博士學位，畢業(yè)后在哈爾濱工程大學智能水下機器人技術國防重點實驗室工作，并從事博士后研究工作，2010年出站后在該實驗室繼續(xù)工作。期間，作為主要研究人員參加了“機器人多指靈巧手”和”新一代仿人型假手系統(tǒng)及理論”等多項國家自然科學基金和863計劃資助項目工作。2008年7月進入哈爾濱工程大學船舶與海洋工程博士后流動站，作為技術負責人和主要研究人員參加了多項國家863計劃資助。

圖書目錄

第1章　引言　
　1.1　引言　
　1.2　人手骨骼結構和欠驅動原理分析　
　　1.2.1　人手骨骼結構和抓握方式的研究　
　　1.2.2　欠驅動和耦合原理分析　
　1.3　仿人型欠驅動手發(fā)展綜述　
　　1.3.1　單自由度商業(yè)用手　
　　1.3.2　鍵驅動的多自由度欠驅動手　
　　1.3.3　連桿驅動的多自由度欠驅動手　
　1.4　如何閱讀本書　
　1.5　小結和補充讀物　
　參考文獻　
第2章　仿人欠驅動手的機構設計　
　2.1　引言　
　2.2　仿人機電一體化欠驅動手的設計方法和基本流程　
　2.3　仿人欠驅動手的總體結構　
　2.4　欠驅動手的手指設計　
　　2.4.1　設計實例一：食指、中指、無名指、小拇指的設計　
　　2.4.2　設計實例二：拇指結構設計　
　2.5　欠驅動三指聯(lián)動機構設計　
　2.6　小結和補充讀物　
　參考文獻　
第3章　仿人欠驅動手的驅動系統(tǒng)設計　
　3.1　引言　
　3.2　欠驅動手控制系統(tǒng)的設計方法　
　3.3　欠驅動手控制系統(tǒng)的設計實例　
　　3.3.1　控制器系統(tǒng)結構　
　　3.3.2　硬件實現(xiàn)與微處理器　
　　3.3.3　電源系統(tǒng)　
　3.4　欠驅動手的驅動器系統(tǒng)　
　　3.4.1　步進電機系統(tǒng)及其控制策略　
　　3.4.2　直流電機系統(tǒng)及其控制策略　
　　3.4.3　兩類驅動器的性能比較　
　3.5　傳感器系統(tǒng)的設計　
　　3.5.1　基關節(jié)力矩傳感器　
　　3.5.2　基關節(jié)位置傳感器　
　　3.5.3　壓力傳感器　
　3.6　欠驅動手的集成和優(yōu)化設計　
　3.7　小結和補充讀物　
　參考文獻　
第4章　欠驅動手指的運動學、靜力學分析　
　4.1　引言　
　4.2　欠驅動手指運動學分析的基本方法　
　4.3　欠驅動手指機構的實例分析　
　　4.3.1　食指欠驅動連桿的分析　
　　4.3.2　食指耦合連桿的分析　
　　4.3.3　adsms仿真驗證　
　　4.3.4　拇指近指節(jié)空間連桿機構的運動學分析和仿真　
　4.4　欠驅動手指的靜力學分析　
　4.5　欠驅動手指的動力學分析方法　
　4.6　欠驅動手指的動力學建模實例與仿真驗證　
　　4.6.1　手指的動力學建模實例　
　　4.6.2　欠驅動手手指的動力學仿真與分析　
　4.7　小結和補充讀物　
　參考文獻　
第5章　欠驅動作業(yè)手的實驗設計　
　5.1　引言　
　5.2　欠驅動作業(yè)手的實驗系統(tǒng)設計　
　5.3　欠驅動作業(yè)手的實例實驗與分析　
　　5.3.1　負載實驗　
　　5.3.2　適應性抓取實驗　
　5.4　欠驅動手指靜力學模型的實驗驗證方法　
　　5.4.1　欠驅動手的基關節(jié)純力控制　
　　5.4.2　手指靜力學模型驗證實驗　
　5.5　動力學模型的實驗驗證　
　5.6　小結和補充讀物　
　參考文獻　
第6章　欠驅動手的動態(tài)軌跡跟蹤與柔順控制　
　6.1　引言　
　6.2　欠驅動手的計算力矩控制　
　　6.2.1　欠驅動手的計算力矩控制方法　
　　6.2.2　實例與實驗分析　
　6.3　基于速度觀測器欠驅動手動態(tài)控制　
　　6.3.1　基于模型的速度觀測器設計方法　
　　6.3.2　基于速度觀測器的計算力矩控制器實例　
　　6.3.3　基于速度觀測器的自適應控制器設計實例　
　6.4　欠驅動手的基關節(jié)阻抗力跟蹤　
　　6.4.1　基于位置的手指基關節(jié)阻抗控制　
　　6.4.2　基于力矩的手指基關節(jié)阻抗力跟蹤　
　　6.4.3　阻抗力跟蹤的實例　
　6.5　小結和補充讀物　
　參考文獻　
第7章　欠驅動手的應用實例與分析　
　7.1　引言　
　7.2　服務機器人操作手　
　7.3　水下欠驅動作業(yè)手　
　7.4　仿生殘疾人假手　
　　7.4.1　假手的外觀美化設計　
　　7.4.2　肌電信號控制　
　　7.4.3　抓取力感覺反饋　
　　7.4.4　電池管理系統(tǒng)和藍牙語音控制　
　7.5　加拿大的太空機械手　
　7.6　小結和補充讀物　
　參考文獻　
附錄　欠驅動手手指動力學表達式各參數(shù)