并聯(lián)機構自提出以來已經(jīng)應用在許多場合,然而在實際應用當中由于自身的奇異、關節(jié)誤差等因素使其應用受到限制,并且在某些場合并不需要六個自由度,因此冗余并聯(lián)機構和少自由度并聯(lián)機構越來越受到重視,本文針對一個由氣動人工肌肉驅動并帶彈性元件支撐的冗余并聯(lián)機構進行改進,基于張力網(wǎng)絡設計了一個新型的冗余并聯(lián)機構結構,該機構可以對三個平移自由度進行約束而僅具有三個轉動自由度,與原來的結構相比,在旋轉運動過程中不會受到彈性支撐元件非線性彎矩的影響,除此之外,其可以作為一個關節(jié)拓展到串并聯(lián)的結構形式。本文首先針對文獻中某個冗余并聯(lián)機構的不足提出引入張力網(wǎng)絡的改進方案,在將鋼絲繩作為等長約束的前提下,分析了張力網(wǎng)絡運動與網(wǎng)絡中兩個分度圓相對大小和相對高度的關系,得出了在鋼絲繩剛度較大時整個機構可以等效為定點轉動的結論,在此基礎上以單自由度的運動范圍為指標基于張力網(wǎng)絡設計了一個由八根氣動人工肌肉驅動的冗余并聯(lián)機構,并完成了結構設計。由于結構的限制不便安裝位移傳感器對氣動人工肌肉的位置進行控制,因此提出采用查表插值和角度傳感器兩種姿態(tài)控制方案。在氣動人工肌肉方面,設計了其靜態(tài)特性測試的實驗臺,在完成等壓和等長實...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及背景和意義
    1.2 冗余驅動并聯(lián)機構研究現(xiàn)狀
        1.2.1 并聯(lián)機構概述
        1.2.2 冗余驅動并聯(lián)機構
    1.3 氣動人工肌肉研究現(xiàn)狀
        1.3.1 氣動人工肌肉概述
        1.3.2 氣動人工肌肉模型和控制研究現(xiàn)狀
    1.4 張拉網(wǎng)絡結構研究現(xiàn)狀
    1.5 課題的主要研究內(nèi)容
第2章 冗余并聯(lián)機構的設計
    2.1 引言
    2.2 基于張力網(wǎng)絡的方案設計
        2.2.1 張力網(wǎng)絡方案的提出
        2.2.2 張力網(wǎng)絡的旋轉中心
    2.3 冗余并聯(lián)機構設計
        2.3.1 影響張力網(wǎng)絡關節(jié)運動范圍的因素
        2.3.2 冗余并聯(lián)機構的運動學與靜力學分析
        2.3.3 冗余并聯(lián)機構結構參數(shù)的確定
    2.4 冗余并聯(lián)機構結構設計與氣動回路
    2.5 冗余并聯(lián)機構的姿態(tài)控制方案
    2.6 本章小結
第3章 氣動人工肌肉的數(shù)學模型與位置控制
    3.1 引言
    3.2 氣動人工肌肉的工作原理和組成
    3.3 氣動人工肌肉的數(shù)學模型
    3.4 氣動人工肌肉的靜態(tài)特性實驗
        3.4.1 氣動人工肌肉測試實驗臺的設計
        3.4.2 氣動人工肌肉的等壓實驗
        3.4.3 氣動人工肌肉的等長實驗
    3.5 單根氣動人工肌肉的位置控制
        3.5.1 氣動人工肌肉工作特性表格
        3.5.2 氣動人工肌肉的位置控制實驗
    3.6 本章小結
第4章 冗余并聯(lián)機構等效轉動中心的驗證
    4.1 引言
    4.2 等效轉動中心的驗證方案
    4.3 單目視覺測量位姿原理
        4.3.1 攝像機的理想模型
        4.3.2 攝像機的標定
        4.3.3 正交迭代算法
    4.4 人工標靶的設計與圖像處理
        4.4.1 人工標靶的設計
        4.4.2 圖像預處理
    4.5 等效中心驗證實驗
    4.6 本章小結
第5章 冗余并聯(lián)機構基本特性實驗
    5.1 引言
    5.2 實驗系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊的設計與搭建
    5.3 冗余并聯(lián)機構位姿控制策略的比較
    5.4 冗余并聯(lián)機構位姿閉環(huán)實驗
        5.4.1 冗余并聯(lián)機構階躍響應實驗
        5.4.2 冗余并聯(lián)機構正弦跟蹤實驗
    5.5 冗余并聯(lián)機構的變剛度實驗
    5.6 串并聯(lián)結構搭建
    5.7 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3773260