11[机器人课堂RCX、NXT编程]第十一章寻找和抓取东(5)

11[机器人课堂RCX、NXT编程]第十一章寻找和抓取东西

机器人课堂

状和大小的物体。考虑手能执行的动作：抓、搬、举、拿、压、夹、捏、推、拉等并且这只是其中的一小部分。这么多功能是如何实现的呢？　

当你移动手时，注意观察它的四个独立运动：从指尖到手掌处三个弯曲关节的运动－弯曲手指，另外还有一个手指与手掌连接处的左右轻微的运动，然后乘以５（一个手有５个手指）在加上碗关节的运动，这样２５个或者更多的独立运动就形成了一个复杂的结构，这就可以让你的抓手根据物体形状来处理物体。为了完成这个结构，考虑一下灵活控制每一块肌肉的力量，你能拾起一个易碎的啤酒杯而不会毁坏它。　

每一个独立的运动都代表一个自由度（ＤＯＦ），在同一个装置中不会影响其它运动也不会受其它运动的影响。前面例子中的结构比较简单，只有一个自由度，这个独立运动的手指的所有可能位置是由马达或汽缸决定的。自由度概念有助于你根据数量理解为什么那些简单的机械手与人类手的灵活性有这么远的区别。　

很明显，你不能用机器人套装设计出２５个自由度的的机器人。每个自由度需要单独一个马达或者一个汽缸。你应该使用什么东西来简化它，从而减少机械手能抓取物体的范围。有时候是有限制的，但在大多数情况下你提前知道物体的形状和类型，使你的任务简化。在竞赛中包括收集东西，比如，机器人常处理像苏打罐头、乐高积木砖一样的特殊物体，因为这个，你就可以根据它的物体类型来设计了。　

搭建出具有多个自由度的机械手臂还是有可能的，如图１１．９显示了一个具有３个自由度的运动手指。这个设计非常漂亮，但是遗憾的是它需要占用多个ＲＣＸ端口。　

在缺少端口的情况下，如何来控制多个手指呢？为了使系统简单化，你可以集中所有的汽缸在一起。（不能通过一个汽缸来移动手指的单独部分，但手指仍可以抓取很多不同形状的物体）在如图１１．１０中的３个手指的气动手就使用了这个技术，它可以通过一个单独的电子管开关控制。　

图１１．９　具有三个自由度的气动手指　Page 5 of 9