【摘要】：在整個(gè)抓取機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)中,通過識別、檢測、運(yùn)算等一系列分析之后,位于末端的抓取手是整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)制造、軍事救援、吊運(yùn)吊、醫(yī)療服務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域?qū)ψト∈值男枨蟾鞑幌嗤?但也存在著一些共性需求:抓取手的可靠性和工作效率。如何提高機(jī)械手的可靠性和工效,一直是研究熱點(diǎn)。仿生學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科,意在模仿自然界中動(dòng)植物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能特性等,對目前的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。本文從仿生學(xué)角度入手,選取自然界中攀爬越障能力極強(qiáng)的蚰蜒為研究對象,對其進(jìn)行生物學(xué)特性研究。使用電子秤、測距軟件等工具對其生物學(xué)參數(shù)進(jìn)行測量和記錄。設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證蚰蜒的趨濕性,并測量其各處體表接觸角,分析其不同部位的疏水性。應(yīng)用體視顯微鏡、掃描電子顯微鏡對蚰蜒進(jìn)行微觀生物形態(tài)觀測,通過組織切片染色實(shí)驗(yàn),觀察到蚰蜒不同部位內(nèi)部的主要組織結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)在蚰蜒各處體表均存在剛毛結(jié)構(gòu),結(jié)合微觀觀察試驗(yàn)結(jié)果和組織切片試驗(yàn)結(jié)果,對剛毛進(jìn)行分類以及功能的推斷,蚰蜒的剛毛主要起機(jī)械感知、化學(xué)感知和溫濕度感知的作用。選取蚰蜒步足的前跗節(jié)為仿生原型,并對其生物學(xué)特性進(jìn)行重點(diǎn)觀測。發(fā)現(xiàn)蚰蜒前跗節(jié)是一種多節(jié)可彎曲結(jié)構(gòu);在其表面覆蓋著一層整齊且致密的剛毛;在前跗節(jié)內(nèi)部存在且只存在一根貫穿始終的肌肉,蚰蜒通過單根肌肉控制整個(gè)前跗節(jié)的蜷曲和張開。基于蚰蜒前跗節(jié)的生物學(xué)特性,分別設(shè)計(jì)出一種6基節(jié)的可纏繞仿生抓取手結(jié)構(gòu)和抓取手仿生非光滑表面,并建立了仿真模型。采用ADAMS軟件對仿生抓取手進(jìn)行仿真模擬,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的仿生抓取手能達(dá)到預(yù)期抓取動(dòng)作,并對抓取過程中多個(gè)部件的位移、速度、加速度、力和力矩等參數(shù)曲線進(jìn)行了分析。采用ABAQUS軟件對抓取手仿生非光滑表面模型進(jìn)行摩擦接觸有限元分析,與光滑對照組模型進(jìn)行對比分析,仿生非光滑表面可以有效提高抓取手的抓取效能。以非光滑表面參數(shù)剛毛直徑d和剛毛間隙l為因素,分析參數(shù)對抓取效能的影響規(guī)律,并優(yōu)化其參數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242
【圖文】：

要求越來越高。目前，在抓取手的研[偡矯嬤饕性諞幌濾睦啵汗ひ導(dǎo)諧制鰨郟矗у義匣魅肆榍勺ト∈鄭郟�，＇欠驱动抓取枢嵿P福＃鶯吞刂旨胺律ト∈鄭郟保保蕁ｅ義希保玻憊ひ導(dǎo)諧制麇義瞎ひ導(dǎo)諧制髦饕擻糜詮ひ瞪�，通过合拢、张开机械爪完成稌炴D宓淖ュ義先『桶嵩說榷鰲９ひ導(dǎo)諧制饔滌薪仙俚淖雜啥齲峁辜虻�，抓取模式单一，但辶x獻(xiàn)ト∥榷�，且抓取力大，无许t叢擁目刂葡低澈痛邢低�，制造硽㈢R�。由釉彜辶x弦導(dǎo)諧制骶哂屑虻ノ榷ǖ淖ト√氐�，通常栽燇型留u咦饕抵蟹⒒幼挪豢紗嫻膩義獻(xiàn)饔�，是臍ぐ使用最多的机器抓取蕩辶x瞎ひ導(dǎo)諧制髯畬蟮撓諾閽謨諂渥ト〉奈榷ㄐ院妥ㄓ瞇裕蛭隕斫峁固氐�，辶x舷拗屏似涫視瞇�，峨s誚銜嬖虻奈鍰寤蛘咦ㄓ夢鍰�，工覍�(dǎo)諧制骺梢鄖崴勺ト″義賢瓿勺饕等撾�，而峨s諦巫床還嬖虻奈鍰�，却不能稳定地抓取，甚至会因为工业辶x

本文編號：2743010