【摘要】：目前的仿青蛙跳躍機(jī)器人大多是用電機(jī)或氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的,這種驅(qū)動(dòng)方式?jīng)Q定了其體形龐大,質(zhì)量也比較重,而且機(jī)器人的結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜,因此很難實(shí)現(xiàn)仿青蛙機(jī)器人的靈活跳躍能力。隨著化學(xué)燃料爆炸驅(qū)動(dòng)技術(shù)的快速發(fā)展,機(jī)器人的能源供給方式得以變得更加小型化、清潔化、便捷化,因此研制一種小型化,甚至接近于生物青蛙尺寸大小的軟體仿青蛙機(jī)器人已經(jīng)變得可行,結(jié)合軟體材料的柔性強(qiáng)、重量輕、適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)以及化學(xué)燃爆驅(qū)動(dòng)的高能量密度、高爆發(fā)力的特性,基于爆炸驅(qū)動(dòng)的軟體仿青蛙跳躍機(jī)器人,有助于實(shí)現(xiàn)仿青蛙跳躍機(jī)器人結(jié)構(gòu)的緊湊化、體積的小型化和質(zhì)量的輕量化,有利于青蛙機(jī)器人的靈活跳躍。首先,對機(jī)載燃爆氣體發(fā)生裝置進(jìn)行了研究。機(jī)載燃爆氣體發(fā)生裝置是一種高度集成化的小型氣體發(fā)生裝置,用于燃爆機(jī)器人的燃料和助燃劑氣體的發(fā)生于混合。根據(jù)金屬氫化物三氫化鋁在加熱時(shí)的釋氫行為規(guī)律以及高錳酸鉀在加熱時(shí)的釋氧規(guī)律,設(shè)計(jì)分三氫化鋁及高錳酸鉀固體粉末的小型化機(jī)載加熱分解裝置,并將其集成到機(jī)載燃爆氣體發(fā)生裝置之中。機(jī)載燃爆氣體發(fā)生裝置另外也包含了供氣氣路系統(tǒng),可以控制輸出到軟體燃爆容腔的氫氣和氧氣的體積和配比。其次,設(shè)計(jì)了用于燃爆機(jī)器人的點(diǎn)火系統(tǒng)。點(diǎn)火系統(tǒng)用來點(diǎn)燃料和助燃劑的混合氣體,是燃爆機(jī)器人的重要元件之一。本文設(shè)計(jì)了一種小型化、高效率、低延時(shí)的點(diǎn)火系統(tǒng),既能迅速的點(diǎn)燃混合氣體,并且能精準(zhǔn)控制燃爆的時(shí)間,而且結(jié)構(gòu)緊湊,體積小重量輕,有效的降低機(jī)器人的自身重量。另外,還可以同時(shí)控制多路點(diǎn)火頭點(diǎn)火,可以滿足多腔體燃爆機(jī)器人的要求。最后,融合前期的各項(xiàng)技術(shù)儲(chǔ)備,結(jié)合軟體仿青蛙機(jī)器人的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù),研制軟體仿青蛙機(jī)器人燃爆驅(qū)動(dòng)單元。燃爆驅(qū)動(dòng)具有能量密度高,爆發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn),結(jié)合軟體材料的性能,設(shè)計(jì)合理的軟體燃爆驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)。并對其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242
【圖文】：

1-1 三足燃爆驅(qū)動(dòng)軟體機(jī)器人[4]圖 1-2 軟體爆炸跳躍機(jī)器人結(jié)構(gòu)組成佛大學(xué)在 2015 年研制的第三代基于燃爆驅(qū)動(dòng)的軟體跳躍機(jī)器人[6]的緊湊。第三代的軟體跳躍機(jī)器人主要由燃爆驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)腿器以及機(jī)器人外部防護(hù)罩組成，如圖 1-3 所示。此燃爆機(jī)器人以丁烷，氧氣作為助燃劑進(jìn)行燃爆，為運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供能量，從而實(shí)現(xiàn)跳躍前，通過對氣動(dòng)腿的充氣進(jìn)行機(jī)器人姿態(tài)的調(diào)整，可以對機(jī)器控制，從而控制跳躍的方向。第三代跳躍機(jī)器人的跳躍高度可達(dá) 0.高度的 6 倍，機(jī)器人橫向跳躍的距離可達(dá) 0.15m。機(jī)器人本體的制技術(shù)，以復(fù)合材料作為原料，使得機(jī)器人機(jī)構(gòu)主題材料的彈性模量變化，變化范圍跨越了三個(gè)數(shù)量級。這種技術(shù)使得機(jī)器人的本體行性的梯度形式變化，從而非常有效地降低了機(jī)器人在跳躍運(yùn)動(dòng)后著擊力，解決了軟體機(jī)器人在設(shè)計(jì)時(shí)的軟體柔性組件和剛性部件之間題。

1-1 三足燃爆驅(qū)動(dòng)軟體機(jī)器人[4]圖 1-2 軟體爆炸跳躍機(jī)器人結(jié)構(gòu)組成佛大學(xué)在 2015 年研制的第三代基于燃爆驅(qū)動(dòng)的軟體跳躍機(jī)器人[6]的緊湊。第三代的軟體跳躍機(jī)器人主要由燃爆驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)腿器以及機(jī)器人外部防護(hù)罩組成，如圖 1-3 所示。此燃爆機(jī)器人以丁烷，氧氣作為助燃劑進(jìn)行燃爆，為運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供能量，從而實(shí)現(xiàn)跳躍前，通過對氣動(dòng)腿的充氣進(jìn)行機(jī)器人姿態(tài)的調(diào)整，可以對機(jī)器控制，從而控制跳躍的方向。第三代跳躍機(jī)器人的跳躍高度可達(dá) 0.高度的 6 倍，機(jī)器人橫向跳躍的距離可達(dá) 0.15m。機(jī)器人本體的制技術(shù)，以復(fù)合材料作為原料，使得機(jī)器人機(jī)構(gòu)主題材料的彈性模量變化，變化范圍跨越了三個(gè)數(shù)量級。這種技術(shù)使得機(jī)器人的本體行性的梯度形式變化，從而非常有效地降低了機(jī)器人在跳躍運(yùn)動(dòng)后著擊力，解決了軟體機(jī)器人在設(shè)計(jì)時(shí)的軟體柔性組件和剛性部件之間題。

-1 三足燃爆驅(qū)動(dòng)軟體機(jī)器人[4]圖 1-2 軟體爆炸跳躍機(jī)器人結(jié)構(gòu)組成[5大學(xué)在 2015 年研制的第三代基于燃爆驅(qū)動(dòng)的軟體跳躍機(jī)器人[6]的湊。第三代的軟體跳躍機(jī)器人主要由燃爆驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)腿、以及機(jī)器人外部防護(hù)罩組成，如圖 1-3 所示。此燃爆機(jī)器人以丁烷氧氣作為助燃劑進(jìn)行燃爆，為運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供能量，從而實(shí)現(xiàn)跳躍前，通過對氣動(dòng)腿的充氣進(jìn)行機(jī)器人姿態(tài)的調(diào)整，可以對機(jī)器人制，從而控制跳躍的方向。第三代跳躍機(jī)器人的跳躍高度可達(dá) 0.76度的 6 倍，機(jī)器人橫向跳躍的距離可達(dá) 0.15m。機(jī)器人本體的制術(shù)，以復(fù)合材料作為原料，使得機(jī)器人機(jī)構(gòu)主題材料的彈性模量化，變化范圍跨越了三個(gè)數(shù)量級。這種技術(shù)使得機(jī)器人的本體行程的梯度形式變化，從而非常有效地降低了機(jī)器人在跳躍運(yùn)動(dòng)后著陸力，解決了軟體機(jī)器人在設(shè)計(jì)時(shí)的軟體柔性組件和剛性部件之間的。

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1 孫增圻;;機(jī)器人研究動(dòng)向[J];國際學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài);1996年02期

2 張奔;;機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)課程教學(xué)探索[J];中國教育技術(shù)裝備;2019年14期

3 本刊編輯部;;2018年機(jī)器人行業(yè)十大新聞[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2019年01期

4 ;新一代機(jī)器人創(chuàng)造時(shí)代機(jī)遇[J];智能機(jī)器人;2018年04期

5 葛連正;陳健;李瑞峰;;一種經(jīng)濟(jì)型碼垛機(jī)器人的碼垛規(guī)劃算法[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2018年S2期

6 涂興佩;;一起來看機(jī)器人[J];中國科技獎(jiǎng)勵(lì);2017年09期

7 ;2018世界機(jī)器人大會(huì)在北京舉行[J];科學(xué)中國人;2018年17期

8 蔡高參;周校民;王忠;;基于雙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的纜線爬行機(jī)器人機(jī)構(gòu)本體設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2010年11期

9 黃真,安永民;機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)[J];工程設(shè)計(jì);1998年02期

10 黃學(xué)玉;適用于雙臂機(jī)器人機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程[J];信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年04期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李琳;張鐵;葉凱麟;謝存禧;;比賽用手動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作[A];第11屆粵港機(jī)械電子工程技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)論文匯編[C];2010年

2 劉作燧;;基于六腳機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[A];中國職協(xié)2017年度優(yōu)秀科研成果獲獎(jiǎng)?wù)撐募ㄒ欢泉?jiǎng)）[C];2018年

3 芮執(zhí)元;許巍;;電解質(zhì)一級清理機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真[A];全國冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2010年年會(huì)論文集[C];2010年

4 李立;張登材;劉朝暉;陳永;;周期信號擾動(dòng)法應(yīng)用于機(jī)器人機(jī)構(gòu)混沌運(yùn)動(dòng)的控制[A];第十四屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨第二屆海峽兩岸機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

5 馮志友;金國光;張策;楊廷力;;少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)逆動(dòng)力學(xué)仿真[A];第二十七屆中國控制會(huì)議論文集[C];2008年

6 李鶴岐;楊萍;;水輪機(jī)修復(fù)專用機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀[A];第十次全國焊接會(huì)議論文集（第2冊）[C];2001年

7 吳江;徐禮鉅;;冗余度多重組合八面體機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)求解[A];第十二屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2000年

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1 李倩 辛齊仁 郭柯;機(jī)器人站上建筑業(yè)新風(fēng)口[N];建筑時(shí)報(bào);2019年

2 記者 張心怡;機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展重要方向[N];中國電子報(bào);2019年

3 記者 郭靜原;2019世界機(jī)器人大會(huì)在京開幕[N];經(jīng)濟(jì)日報(bào);2019年

4 合肥晚報(bào) ZAKER合肥記者 樂天茵子;快手機(jī)器人還看“合肥造”[N];合肥晚報(bào);2019年

5 中國工業(yè)報(bào)記者 曹雅麗;打造開放合作、共享共贏的全球機(jī)器人生態(tài)體系[N];中國工業(yè)報(bào);2018年

6 本報(bào)記者 夏樹剛 通訊員 豐淑秀 黃偉 付巖帥;“機(jī)器人”啟動(dòng)高區(qū)二次創(chuàng)業(yè)引擎[N];威海日報(bào);2017年

7 本報(bào)記者 華凌;世界機(jī)器人大會(huì)發(fā)布十大成長性技術(shù)[N];科技日報(bào);2017年

8 中國工業(yè)報(bào)記者 于慧;世界機(jī)器人大會(huì)發(fā)布十大成長性技術(shù)[N];中國工業(yè)報(bào);2017年

9 李將輝;機(jī)器人需求逐年增長 產(chǎn)業(yè)化需多方合力[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2009年

10 李紅;機(jī)器人作業(yè)：帶電不斷電[N];科技日報(bào);2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張國安;主被動(dòng)結(jié)合式全身外骨骼助力機(jī)器人研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

2 王勇;煤礦救災(zāi)機(jī)器人井下可視導(dǎo)航技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2018年

3 白普俊;高速并聯(lián)抓放機(jī)器人的精度設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定方法研究[D];天津大學(xué);2017年

4 張海洪;機(jī)器人壁面自動(dòng)清洗系統(tǒng)的工程研究[D];上海大學(xué);2001年

5 張忠林;“穿地龍”機(jī)器人轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與位姿檢測研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

6 宮金良;基于運(yùn)動(dòng)基與G_F集的機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型分析[D];燕山大學(xué);2006年

7 郭磊;自行車機(jī)器人非線性系統(tǒng)中若干問題的研究[D];北京郵電大學(xué);2007年

8 李保江;跳躍式機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)分析[D];南京航空航天大學(xué);2006年

9 李靜;前輪驅(qū)動(dòng)自行車機(jī)器人建模與自適應(yīng)控制策略研究[D];北京郵電大學(xué);2017年

10 劉海濤;少自由度機(jī)器人機(jī)構(gòu)一體化建模理論、方法及工程應(yīng)用[D];天津大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李少帥;可穿戴式助行機(jī)器人樣機(jī)研制[D];南昌大學(xué);2019年

2 韋強(qiáng);基于雙閉鏈?zhǔn)讲叫型葯C(jī)構(gòu)的四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2019年

3 崔越;電驅(qū)四足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];安徽工業(yè)大學(xué);2019年

4 姚紅偉;一種微小型水面跳躍滑翔機(jī)器人研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

5 潘小飛;具有多靶點(diǎn)活檢與施藥功能的膠囊機(jī)器人系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

6 閆旭;基于燃爆驅(qū)動(dòng)的仿蛙軟體跳躍機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

7 韓飛;下肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的設(shè)計(jì)及研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2019年

8 廖能解;上下料桁架機(jī)器人仿真分析與控制研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2019年

9 張旭;復(fù)合驅(qū)動(dòng)管內(nèi)機(jī)器人轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)過程穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

10 岳翼飛;氣動(dòng)單足機(jī)器人騰空相動(dòng)態(tài)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

本文編號：2816970