随着机器人应用领域日益扩大,自动化水平不断提高,特别是在水下、高空及危险的作业环境中, 迫切希望能给机器人 末端赋予一个类似人手的通用夹持器,以便在危险、复杂及非 结构化的环境中,适应抓取任意形状的物体，完成各种复杂细 微操作任务的要求,机器人多指灵巧手正是为了适应这一需 要而提出的[1] 目前，国内和国外都有一些非常有代表性的多指灵巧手被制造出来。国外多指手的研究始于 20 世纪 70 年代,其中具 有代表性的早期灵巧手有: 日本“电子技术实验室”的Okada 灵巧手[2]。 如图 个手指,一个手掌, 个自由度,另两个手指各有 个自由度。各自由度都由电机驱动,并由钢丝和滑轮完成运动和动力的传递。这种手 的灵巧性比较好, 但由于拇指只有 个自由度,还不是最灵 巧的手。另外,在结构上, 各个手指细长而单薄, 难以实现较 大的抓取力和操作力[3]。 Okada灵巧手 美国斯坦福大学研制的Stanford/JPL 手，也是一种非常 具有代表性的多指灵巧手。如图2 所示，这种手没有手掌， 共有3 个手指，每根手指有3 个关节，拇指相对另两个手指 而立。手指内采用的也是腱、滑轮传动方法。这种手的自由 度较少，易于设计、制造和控制，所以，目前对这种手的研 究比较多，也出现了许多与其相类似的手。国内北航研制的 多指灵巧手就是一种仿JPL 手[5,6]，也有3 个手指，每指3 个关节，外表结构也极其相似。国防科大研制的多[4] 指手的模型[7]，也是一种仿JPL的手。这种手由于每个手 指的自由度只有3 个，在抓取物体时，抓取点（指尖位置） 一旦确定后，其抓取姿态就唯一确定。因此，实际上手指没 有冗余关节，也就没有抓取的柔性，无法像人手一样进行灵 巧的抓取和操作[5]。 Stanford/JPL灵巧手 Utah/MIT灵巧手 1982年美国麻省理工学院和犹他大学联合研制了 Utah/MIT灵巧手[8,9] 。如图3 所示，这是一种仿人的手, 大小、形状、功能都与人手相似,只比人手少一个手指。它 个手指（拇指、食指、中指和无名指）,每根手指有 个关节,各手指都连接到手掌上, 相对于手掌运动。手指的 每个关节由腱、滑轮来带动，驱动元件采用的是一排气动伺服缸。目前这个多指手主要用在实验室用来进行各种研究 用。它的主要问题是关节自由度太多，控制太复杂，难以实 现实时在线控制，所以，还没有得到实际应用[5]。 1984年日本研制成功了Hitachi 手[10]。如图4 所示，该 灵巧手共有3 个手指, 每根手指有4 个自由度, 采用形状记 忆合金驱动方式, 驱动速度快、负载能力强。 Hitachi灵巧手图5 DIST 灵巧手 进入20 世纪 90 年代,以意大利和德国为代表的欧洲在多 指灵巧手方面取得了很大进展。由意大利热那亚大学研制的 DIST 个手指,每根手指有4 个自由度,大小跟普通人 的手差不多,手指的每个关节都能屈伸90,每个手指通过5个 直流电机和6 根直径为0.4 mm用聚酯制造的腱进行驱动。 该手加上20个电机总质量不超过10 ,可以很方便地装在各种机械臂上。 如图5所示，为该手装在PUMA 260 机械臂上[11]。 自1985年以来意大利博洛尼亚大学先后研制成功了UB- UB-灵巧手,其中 UB-为博洛尼亚大学联合帕尔马 大学和比萨大学共同研制成功的, 个手指,共11 自由度,安装在配有前臂和手腕的PUMA 560 的实验平台。 如图6 所示,以实现在关节有感应器的机器人手上[1]。 DLR-灵巧手 德国宇航中心先后研制成功了DLR-和 DLR-灵巧手 [12,13] ,其中 DLR-有 自由度,采用微型直线驱动器作为驱动元件,将所有的驱动器集成在手指或手掌中,每个手指集成有25 个传感器,包括类似 人工皮肤的触觉传感器、关节扭矩传感器、位置传感器和温 度传感器等,指尖力有11 ,整个手重1800g,如图7 所示[1]。 DLR-Hand灵巧手是在DLR-Hand 的进一步的发展, 其最终目标是能完全的自主的操作,包括远程操作中声像反 馈和和力反馈,以及以最短时间进行最佳抓取规划。现已能实 现的动作，如图8 所示[1]。 DLR-灵巧手 20世纪末,美国国家航空和宇航局利用国家基金研制用于 国际空间站舱外作业的 NASA 灵巧手,如图9所示。该手完全模拟人手的结构与动作,由1 个前臂、1 个手腕和 14个自由度(手腕 个自由度,拇指、食指和中指各 无名指、小指和手掌各个自由度)。目前该手可以拿起一些常用工具进行操作。如 10所示，其外形、功能与灵巧性已经比较接近人类的手 NASA灵巧手图10 NASA 灵巧手操持工具 20世纪80 年代后期,国内一些机器人研究机构和部分高等 院校相继开展了机器人多指灵巧手的研究工作,如哈尔滨工 业大学、北京航空航天大学、国防科技大学、北京理工大学、 北京科技术大学等都在多指灵巧手方面做了大量的工作。 如图11 所示，为哈尔滨工业大学机器人研究所研制的 HIT- 四指仿人手灵巧手[14],该手有 个完全相同的手指,其中 大拇指与另外 个手指相对放置,每个手指有 个关节,12 个直线驱动器集成在手掌中,通过腱传动系统传递运动和力 图11HIT- 灵巧手 北京航空航天大学机器人研究所先后研制了BH-1、 BH-2、BH-3、BH-4 四种型号灵巧手 包括撰写文献综述的原因、意义、文献的范围、正文的标题及基本内容提要； 是文献综述的主要内容，包括某一课题研究的历史(寻求 研究问题的发展历程)、现状、基本内容 (寻求认识的进步)， 研究方法的分析(寻求研究方法的借鉴)，已解决的问题和尚 存的问题，重点、详尽地阐述对当前的影响及发展趋势，这 样不但可以使研究者确定研究方向，而且便于他人了解该课 文献研究的结论，概括指出自己对该课题的研究意见，存在的不同意见和有待解决的问题等； 列出参考文献，说明文献综述所依据的资料，增加综述的可信度，便于读者进一步检索。 一、文献综述不应是对已有文献的重复、罗列和一般性介绍，而应是对以往研究的优点、不足和贡献的批判性分析与 评论。因此，文献综述应包括综合提炼和分析评论双重含义。 二、文献综述要文字简洁，尽量避免大量引用原文，要用自己的语言把作者的观点说清楚，从原始文献中得出一般性 结论。 三、文献综述不是资料库，要紧紧围绕课题研究的“问题”，确保所述的已有研究成果与本课题研究直接相关，其内容是 围绕课题紧密组织在一起，既能系统全面地反映研究对象的 历史、现状和趋势，又能反映研究内容的各个方面。 四、文献综述的综述要全面、准确、客观，用于评论的观点、论据最好来自一次文献，尽量避免使用别人对原始文献 的解释或综述。 基于CAN 总线的环网柜再线监控系统的研究 姓名：学号：指导老师： 在配电网中，环网供电的经济效益好、可靠性高，而作为环网供电的主要设备——环网柜的安全可靠运行是衡量配 电质量的关键因素，因此，确保环网柜安全可靠的运行，对 于保证整个配电网安全运行有关键作用。 户外箱式环网柜，又称环网供电单元，由于体积小，技术指标先进，完全可以取代常规开关站，从而减少占地面积和 缩短出线电缆长度，降低整体造价和维护费用，因而广泛应 用于工厂，企业，住宅，小区，高层建筑物及矿山港口等配 电系统中，起着接受，分配，控制电能及保护电气设备安全 运行的作用。 所以在自动化思想的前提下，考虑基于CAN 总线的环网柜智能监测的系统。该系统除能将各种遥控、遥测、遥信命令通过通信介质发送至终端设备外，还具有数据 采集与远程监控、负荷控制与管理、自动绘制负荷曲线和设 备管理等功能。 （一）关于CAN总线]得知CAN全称“ControllerArea Network”,既控 制器局域网，属于现场总线的范畴，它是一重有效支持分布 试控制或实时控制的串行通信网络，是国际上应用最广泛的 现场总线之一。CAN 的应用范围很广，从高速的网络到低 价位的多路接线都可以使用CAN。 （二）关于基于CAN总线的环网柜监控系统 从文献[1]上看，随着用电负荷增加，配电网电力供应系统逐步向环网型电源供应方式发展。环网柜不仅能关合、承 载和开端负荷电流、环网电流，也能开断环网电缆线路的充 电电流，是环网供电系统中的重要终端设备。 目前对环网柜的运行情况缺乏有效地监控，当发生事故时，无法进行及时的判别和处理，可能引发停电事故，危及 城市电网的安全。本文提出了一种基于CANbus 的环网柜监 测系统，对环网柜内各个分支线路的电参数信息采集和对一 些电气设备运行状态监测，通过 CAN 总线将信息经数据集 中器汇总后，通过 GPRS网络上传给监控中心，为故障判断和故障定位提供 基础数据。监控中心也可以根据需要，远程进行电气设备的 遥控，如：开关的分合闸操作、电容器组的投切等。系统对 于缩小故障停电范围，缩短停电时间，快速恢复供电，提高 供电质量和可靠性起重要作用。 文献[3]是负控终端与主站之间正常通信的准则。由[3]知道电力负荷管理系统中主站与终端之间进行数据传输采用 GB/T18657.1 6.2.4FT1.2异步式传输帧格式，定义如表 用户数据区和帧尾，报文头由6个字节组成其中第一和第 六个字节为固定的帧头起始字符68H，其第二、第三字节为 除去帧头、帧尾外用户数据区的总长度，第四、第五字节与 第二、三字节内容相同。 用户数据区由控制域、地址域和链路用户数据组成，其中控制域与地址域为固定的字节长度，而链路用户数据则根据 不同的应用报文有不同的内容何尝度。最后帧尾包含了校验 CS，它是用户数据区八位位组的算术和，不靠虑进位的结果，用于接收时对数据帧进行的差错校验。最后一个字节 为固定的帧尾标识符16H。 （四）配电网自动化及基于CAN 总线的电力监测系统 的发展状况 10 整个电力系统是由发电，输电，配电，用电及相应的辅助系统构成，每一部分都非常重要，特别是输电线路，它直接 影响了配电和用电系统。变电站是电力系统的重要组成部 分，其作用在于变换电压，汇集和分配电能，而110KV，35KV 级以下的变电站一半与电力用户直接相连，因此变电站安全 可靠运行与国民经济的发展密切相关。 80年代初，我国的超高压变电所及发电厂升压站初步 应用了微机监控系 1．什么是综述：综述，又称文献综述，英文名为review。它是利用已发表的文献资料为原始素材撰写的论文。 综述包括“综”与“述”两个方面。所谓综就是指作者必须对占有的大量素材进行归纳整理、综合分析，而使材料更加精 炼、更加明确、更加层次分明、更有逻辑性。所谓述就是评 述，是对所写专题的比较全面、深人、系统的论述。因而， 综述是对某一专题、某一领域的历史背景、前人工作、争论 焦点、研究现状与发展前景等方面，以作者自己的观点写成 的严谨而系统的评论性、资料性科技论文。 综述反映出某一专题、某一领域在一定时期内的研究工作进展情况。可以把该专题、该领域及其分支学科的最新进展、 11 新发现、新趋势、新水平、新原理和新技术比较全面地介绍 给读者，使读者尤其从事该专题、该领域研究工作的读者获 益匪浅。因此，综述是教学、科研以及生产的重要参考资料。 2．综述的类型：根据搜集的原始文献资料数量、提炼加工程度、组织写作形式以及学术水平的高低，综述可分为归 纳性、普通性和评论性三类。 (1)归纳性综述：归纳性综述是作者将搜集到的文献资料进行整理归纳，并按一定顺序进行分类排列，使它们互相关联， 前后连贯，而撰写的具有条理性、系统性和逻辑性的学术论 文。它能在一定程度上反映出某一专题、某一领域的当前研 究进展，但很少有作者自己的见解和观点。 (2)普通性综述：普通性综述系具有一定学术水平的作者，在搜集较多资料的基础上撰写的系统性和逻辑性都较强的 学术论文，文中能表达出作者的观点或倾向性。因而论文对 从事该专题、该领域工作的读者有一定的指导意义和参考价 (3)评论性综述：评述性综述系有较高学术水平、在该领域有较高造诣的作者。在搜集大量资料的基础上．对原始素材 归纳整理、综合分析、撰写的反映当前该领域研究进展和发 展前景的评论性学术论文。因论文的逻辑性强，有较多作者 的见解和评论。故对读者有普遍的指导意义，并对读者的研 究工作具有导向意义。 12 综述与一般科技论文不同。科技论文注重研究方法的科学性和结果的可信性，特别强调阳性结果。而综述要写出主题 (某一专题、某一领域)的详细情报资料，不仅要指出发展背 景和工作意义，而且还应有作者的评论性意见，指出研究成 败的原因；不仅要指出目前研究的热点和争论焦点，而且还 应指出有待于进一步探索和研究的处女领域：不仅要介绍主 题的研究动态与最新进展，而且还应在评述的基础上，预测 发展趋势和应用前景。因此，综述的书写格式比较多样化， 除了题目、署名、摘要、关键词(这四部分与一般科技论文相 同)以外，一般还包括前言、主体、总结和参考文献四部分， 其中前三部分系综述的正文，后一部分是撰写综述的基础。 1。前言：与一般科技论文一样，前言又称引言，是将读者导人论文主题的部分，主要叙述综述的目的和作用，概述 主题的有关概念和定义，简述所选择主题的历史背景、发展 过程、现状、争论焦点、应用价值和实践意义，同时还可限 定综述的范围．使读者对综述的主题有一个初步的印象。这 部分约200～300 2．主体部分：综述主体部分的篇幅范围特别大，短者5000字左右，长者可达几万字，其叙述方式灵活多样，没有必须 遵循的同定模式，常由作者根据综述的内容，自行设计创造。 一般可根据主体部分的内容多寡分成几个大部分，每部分标 13 上简短而醒目的小标题。 部分的区分标准也多种多样，有的按年代，有的按问题，有的按不同论点，有的按发展阶段。然而，不管采用何种方 式，都应该包括历史发展、现状评述和发展前景预测三方面 的内容。 (1)历史发展：按时间顺序，简述该主题的来龙去脉，发展概况及各阶段的研究水平。 (2)现状评述：重点是论述当前国内外的研究现状，着重评述哪些问题已经解决，哪些问题还没有解决，提出可能的解 决途径；目前存在的争论焦点，比较各种观点的异同并作出 理论解释，亮明作者的观点；详细介绍有创造性和发展前途 的理论和假说，并引出论据，指出可能的发展趋势。 (3)发展前景预测：通过纵横对比，肯定该主题的研究水平，指出存在的问题，提出可能的发展趋势，指明研究方向，提 示研究的捷径。 3．总结部分：总结部分又称为结论、小结或结语。书写总结时，可以根据主体部分的论述，提出几条语言简明、含 义确切的意见和建议；也可以对主体部分的主要内容作出扼 要的概括，并提出作者自己的见解，表明作者赞成什么，反 对什么；对于篇幅较小的综述，可以不单独列出总结，仅在 主体各部分内容论述完后，用几句话对全文进行高度概括。 4．参考文献：参考文献是综述的原始素材．也是综述的14 基础，因此，拥有并列出足够的参考文献显得格外重要。它 除了表示尊重被引证作者的劳动及表明引用的资料有其科 学依据以外，更重要的是为读者深入探讨该主题提供查找有 关文献的线索。 选择的专题或领域：应是近年来进展甚快、内容新颖、知识尚未普及而研究报告积累甚多的主题；或研究结论不一 致有争论的主题或是新发现和新技术在我国有应用价值的 主题。 选题与作者的关系：应选择与作者从事的专业密切相关的主题；或是与作者从事专业交叉的边缘学科的主题；或是 作者即将进行探索与研究的主题；或是与作者从事专业关系 不大，但乐于探索的主题；或是科学情报工作者作为研究成 果的主题。 (2)搜集文献：题目确定后．需要查阅和积累有关文献资料．这是写好综述的基础。因而，要求搜集的文献越多、越 全越好。常用的方法是通过文摘、索引期刊等检索工具书查 15 阅文献。也可以采用微机联网检索等先进的查阅文献方法。 (3)阅读和整理文献：阅读文献是写好综述的重要步骤。因此，在阅读文献时，必须领会文献的主要论点和论据，做好 “读书笔记”，并制作文献摘录卡片，用自己的语言写下阅读 时所得到的启示、体会和想法，摘录文献精髓，为撰写综述 积累最佳的原始素材。阅读文献、制作卡片的过程，实际上 是消化和吸收文献精髓的过程。制作的卡片和笔记便于加工 处理．可以按综述的主题要求进行整理、分类编排，使之系 列化和条理化。最终对分类整理好的资料进行科学分析，结 合作者的实践经验，写出体会，提出自己的观点。 (4)撰写成文：撰写综述之前，应先拟定写作大纲，然后写出初稿，待“创作热”冷却后进行修改。 (1)综述内容应是前人未曾写过的。如已有人发表过类似综述，一般不宜重复，更不能以他人综述之内容作为自己综述 的素材。 (2)对于某些新知识领域、新技术，写作时可以追溯该主题的发展过程，适当增加一些基础知识内容，以便读者理解。 对于人所共知或知之甚多的主题，应只写其新进展、新动向、 新发展，不重复别人已综述过的前一阶段的研究状况。 (3)综述的素材来自前人的研究报告，必须忠实原文，不可断章取义，阉割或歪曲前人的观点。 16 (4)综述的撰写者必须对所写主题的基础知识、历史与发展过程、最新进展全面了解，或者作者本身也从事该主题的研 究工作，是该主题的“专家”，否则容易出大错、闹笑线)撰写综述时，搜集的文献资料尽可能齐全，切忌随便收集一些文献就动手撰写，更忌讳阅读了几篇中文资料，便拼 凑成一篇所谓的综述。 (6)综述的原始素材应体现出一个“新”字，亦即必须有最近最新发表的文献，一般不将教科书、专著列为参考文献。:综述论文格式范文模 1.目录两个字使用居中，黑体，三号，“目”与“录”字中间 留九个空格。
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