發(fā)布時(shí)間：2024-03-19 05:33

　　目前的爬壁機(jī)器人的附壁都是采用有源負(fù)壓吸附方式,要產(chǎn)生足夠的負(fù)壓,就需要利用氣缸或外接電源的方法來(lái)提供能量,這就增大了機(jī)器人的體積。而模仿生物的附壁機(jī)理,采用當(dāng)前發(fā)展迅猛的仿生智能材料形狀記憶合金設(shè)計(jì)的多腔體智能吸附機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu),為爬壁機(jī)器人的壁面吸附機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),提供一種新型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,從而極大推進(jìn)爬壁機(jī)器人的實(shí)用化和智能化。 本文首先基于形狀記憶合金(SMA)驅(qū)動(dòng)器的性質(zhì),設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)了多種不同類型的仿生多腔吸盤(pán),這些吸盤(pán)由形狀記憶合金做驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了吸盤(pán)的無(wú)源吸附,減輕了吸盤(pán)的整體質(zhì)量和體積;吸盤(pán)的多腔結(jié)構(gòu)保證了吸盤(pán)在壁面存在縫隙或小孔等情況下,可以在局部腔體因漏氣實(shí)效的情況下仍然保證吸盤(pán)整體的吸附能力。 其次,對(duì)吸盤(pán)進(jìn)行了力學(xué)與熱力學(xué)模型的建立,結(jié)合ANSYS仿真,對(duì)其進(jìn)行了力學(xué)分析,通過(guò)制作單程形狀記憶合金彈簧驅(qū)動(dòng)的仿生多腔吸盤(pán),并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,與仿真結(jié)果相比較,證明了該吸盤(pán)機(jī)構(gòu)的可行性。 再次,模仿昆蟲(chóng)的六足結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了六足爬壁機(jī)器人的整體構(gòu)架,并對(duì)其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)與分析。通過(guò)Matlab仿真結(jié)合Pro/e三維設(shè)計(jì)的方法,設(shè)計(jì)出了一種可以利用一個(gè)電機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)垂直雙向近...

【文章頁(yè)數(shù)】：114 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 研究背景
    1.3 國(guó)內(nèi)外技術(shù)
        1.3.1 仿生吸盤(pán)簡(jiǎn)介
            1.3.1.1 仿生吸盤(pán)原理
            1.3.1.2 SMA驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)介
        1.3.2 爬壁機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介
        1.3.3 爬壁機(jī)器人簡(jiǎn)介
    1.4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
    1.5 本章小結(jié)
第二章 基于SMA驅(qū)動(dòng)的微小仿生吸盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
    2.1 引言
    2.2 基于SMA驅(qū)動(dòng)的微小仿生吸盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 雙程形狀記憶合金彈簧驅(qū)動(dòng)的仿生多腔吸盤(pán)結(jié)構(gòu)
        2.3.1 吸盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與原理
        2.3.2 吸盤(pán)吸附力理論計(jì)算
        2.3.3 吸盤(pán)吸附力理論估計(jì)值分析
        2.3.4 吸盤(pán)試驗(yàn)與分析
    2.4 單程形狀記憶合金彈簧驅(qū)動(dòng)的仿生多腔吸盤(pán)結(jié)構(gòu)
        2.4.1 吸盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.4.2 吸盤(pán)吸附模型的建立與分析
        2.4.3 吸盤(pán)負(fù)壓產(chǎn)生過(guò)程的有限元分析
    2.5 嵌入式形狀記憶合金絲驅(qū)動(dòng)的多腔吸盤(pán)結(jié)構(gòu)
        2.5.1 嵌入式SMA絲吸盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.5.2 嵌入式SMA絲吸盤(pán)結(jié)構(gòu)分析
    2.6 其它吸盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
        2.6.1 單SMA彈簧驅(qū)動(dòng)多腔負(fù)壓吸盤(pán)結(jié)構(gòu)分析
        2.6.2 多SMA彈簧控制多腔負(fù)壓吸盤(pán)結(jié)構(gòu)分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 六足爬壁機(jī)器人整體規(guī)劃
    3.1 引言
    3.2 六足爬壁機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.3 六足爬壁機(jī)器人步態(tài)分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 雙向直線軌跡導(dǎo)引爬壁機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
    4.1 引言
    4.2 雙向近似直線軌跡導(dǎo)引機(jī)構(gòu)建模
    4.3 雙向近似直線軌跡導(dǎo)引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.4 雙向近似直線軌跡導(dǎo)引機(jī)構(gòu)力學(xué)分析
        4.4.1 雙向近似直線軌跡導(dǎo)引機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        4.4.2 ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析
            4.4.2.1 ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
            4.4.2.2 ADAMS動(dòng)力學(xué)分析
        4.4.3 水平方向運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果分析
        4.4.4 豎直方向運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 控制系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 吸盤(pán)控制系統(tǒng)分析與實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 吸盤(pán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.2.2 吸盤(pán)吸附實(shí)驗(yàn)
            5.2.2.1 吸盤(pán)零件選型
            5.2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
            5.2.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.3 爬壁機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)分析與實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 爬壁機(jī)構(gòu)試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)及零件選型
        5.3.2 爬壁機(jī)構(gòu)爬行實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 TINI基形狀記憶合金特性匯總表
附錄2 雙向近似直線軌跡導(dǎo)引機(jī)構(gòu)MATLAB仿真程序
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號(hào)：3932403