軟體機(jī)器人相對于傳統(tǒng)剛性機(jī)器人在靈活性、適應(yīng)性、交互性等多方面具有優(yōu)勢,是目前機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。軟體臂的設(shè)計(jì)靈感主要來自于自然界中的章魚臂、象鼻等,這類生物可自由地進(jìn)行扭轉(zhuǎn)、彎曲等多形式運(yùn)動(dòng)和靈活操作物品,利用柔性材料制作的軟體臂能夠靈活運(yùn)動(dòng),并能安全地進(jìn)行任務(wù)作業(yè),在助老助殘、醫(yī)療康復(fù)、微創(chuàng)手術(shù)、太空操作等方面具有很大的應(yīng)用前景,已成為軟體機(jī)器人領(lǐng)域重要的研究方向之一。本文基于并聯(lián)機(jī)器人的支撐桿結(jié)構(gòu)形式提出了一種新型并聯(lián)式線驅(qū)動(dòng)方案,并設(shè)計(jì)模塊化軟體臂,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)和彎曲兩種運(yùn)動(dòng)模式,對模塊的設(shè)計(jì)、制備、運(yùn)動(dòng)學(xué)建模以及由串聯(lián)軟體臂的裝配、運(yùn)動(dòng)學(xué)建模以及樣機(jī)性能實(shí)驗(yàn)開展研究。首先,針對目前大多軟體臂運(yùn)動(dòng)模式單一的問題,受機(jī)器人模塊化思想和并聯(lián)機(jī)器人支撐桿排布方式啟發(fā),設(shè)計(jì)了一種能夠可同時(shí)實(shí)現(xiàn)彎曲和扭轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)形式的線驅(qū)動(dòng)軟體模塊,通過不同的驅(qū)動(dòng)線組合,可以實(shí)現(xiàn)彎曲和扭轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)模式;基于應(yīng)變能函數(shù)對柔性材料的應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系的進(jìn)行描述,使用ABAQUS有限元分析軟件分析軟體模塊的三個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)對其運(yùn)動(dòng)性能的影響規(guī)律,在此基礎(chǔ)上完成了模塊的制備。其次,針對非線性導(dǎo)致軟體模塊運(yùn)動(dòng)學(xué)建... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

意大利Sant’Anna大學(xué)研制的線驅(qū)動(dòng)仿章魚軟體臂

帶動(dòng)其與臂連接處產(chǎn)生一定力或力矩，從而驅(qū)動(dòng)軟體臂進(jìn)行運(yùn)2012 年，意大利 Sant’ Anna 大學(xué)研制的線驅(qū)動(dòng)軟體仿章魚臂機(jī)器人[12]如示。軟體臂軀體呈錐形，長度為 270mm，底部直徑為 15mm，最遠(yuǎn)端直m。軸向緊貼臂的外側(cè)布置 4 根驅(qū)動(dòng)線（圖中紅點(diǎn)位置）用來驅(qū)動(dòng)軟體臂該學(xué)校研制的另一款由十二根驅(qū)動(dòng)線驅(qū)動(dòng)的仿章魚軟體臂如圖 1-2 所示，動(dòng)線每隔 90°安置在底座上，每組有 3 段不同長度的驅(qū)動(dòng)線分別嵌在軟硅膠的不同位置上。文章基于 Kelvin-Voight 線性黏彈性本構(gòu)方程建serat 應(yīng)變模型，確定了軟體臂在水下環(huán)境中的動(dòng)力學(xué)模型。但該模型中并纜與硅膠體的摩擦力，影響模型的準(zhǔn)確性。圖 1-1 意大利 Sant’Anna 大學(xué)研制的線驅(qū)動(dòng)仿章魚軟體臂

海交通大學(xué)研制的有四根驅(qū)動(dòng)線’ Anna 大學(xué)基于模塊化思想圖 1-4 所示，每個(gè)模塊都有械臂的末端連接了一個(gè)類似體。在機(jī)械臂中間嵌入一個(gè)性的同時(shí)還可以兼顧速度和利 Sant’Anna 大學(xué)研制的線驅(qū)動(dòng)大學(xué)的 Zheng Li 等人提出了[21-22]，如圖 1-5 所示。它主

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于軟體機(jī)器人冗余自由度的實(shí)時(shí)避障位置控制[J]. 倪杭,王賀升,陳衛(wèi)東.  機(jī)器人. 2017(03)
[2]基于光纖光柵傳感器的軟體機(jī)械臂三維形狀檢測方法[J]. 王超.  化工自動(dòng)化及儀表. 2015(10)

博士論文
[1]碳納米管柔性傳感器與多層可延展柔性電路[D]. 黃振龍.電子科技大學(xué) 2017

碩士論文
[1]基于低熔點(diǎn)合金的變剛度軟體仿人手指研制[D]. 張海容.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]充氣式螺旋純扭轉(zhuǎn)軟體機(jī)器人模塊的研究[D]. 許彬彬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]線驅(qū)動(dòng)硅膠軟體機(jī)械臂建模與控制[D]. 王超.上海交通大學(xué) 2015
[4]柔性機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模及視覺伺服控制[D]. 俞曉瑾.上海交通大學(xué) 2013



本文編號：3003539