本文以驅(qū)動感知一體化氣動軟體機械手為研究對象,圍繞氣動軟體機器人在遠(yuǎn)程非結(jié)構(gòu)工作環(huán)境下因缺乏信息反饋、氣源不便而導(dǎo)致其工作能力降低、應(yīng)用范圍受限等問題,以實現(xiàn)其遠(yuǎn)程可靠控制為目標(biāo),嘗試將柔性傳感器技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)引入到對軟體末端遠(yuǎn)程閉環(huán)控制當(dāng)中,在驅(qū)動感知一體化軟體致動器的構(gòu)型設(shè)計、軟體致動器力學(xué)模型分析、樣機制作工藝、控制系統(tǒng)設(shè)計、虛擬場景設(shè)計和遙操作系統(tǒng)實驗等方面開展系統(tǒng)的研究。首先,對軟體機器人遙操作系統(tǒng)進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計,將系統(tǒng)劃分為近地系統(tǒng)和遠(yuǎn)地系統(tǒng),確定遙操作系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分,對系統(tǒng)的不同控制方案進(jìn)行分析,選擇建立遙操作系統(tǒng)所需要的軟件平臺和運行環(huán)境。其次,基于“快速氣動網(wǎng)絡(luò)”的設(shè)計理念,以提高氣密性、可靠性和可拆卸為原則對驅(qū)動感知一體化的軟體致動器進(jìn)行構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計,推導(dǎo)出軟體基體硅膠材料的本構(gòu)模型和相關(guān)參數(shù),對致動器進(jìn)行非線性有限元分析,預(yù)估軟體致動器的大致工作氣壓范圍。基于常曲率假設(shè)和應(yīng)力均布假設(shè),建立軟體致動器氣壓和彎曲角度的力學(xué)理論模型,并通過致動器充氣實驗對理論模型進(jìn)行修正。再次,基于形狀沉積制造思想,以提高可靠性、簡化工藝步驟為原則,設(shè)計了軟體... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 軟體機械手研究及應(yīng)用
    1.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 機器人遙操作系統(tǒng)研究概況
    1.5 論文主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
第2章 遙操作系統(tǒng)總體方案設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 遙操作總體結(jié)構(gòu)分析
        2.2.1 軟體末端遙操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.2 系統(tǒng)控制方式分析
        2.2.3 系統(tǒng)運行環(huán)境
    2.3 主從端選擇和設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
第3章 軟體致動器設(shè)計理論
    3.1 引言
    3.2 驅(qū)動感知一體化軟體致動器結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.3 軟體致動器有限元分析
        3.3.1 材料本構(gòu)模型分析和參數(shù)確定
        3.3.2 致動器有限元結(jié)果分析
    3.4 軟體致動器輸入輸出映射關(guān)系
    3.5 致動器運動實驗分析
        3.5.1 薄片式彎曲傳感器測定
        3.5.2 致動器實驗及理論驗證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 工藝設(shè)計與多功能控制系統(tǒng)搭建
    4.1 引言
    4.2 驅(qū)動感知一體化軟體末端制作工藝研究
        4.2.1 致動器模具設(shè)計
        4.2.2 致動器成型工藝研究
        4.2.3 仿人手自感知軟體末端樣機制作
    4.3 軟體末端多功能控制系統(tǒng)設(shè)計
        4.3.1 控制系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)
        4.3.2 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
    4.4 系統(tǒng)通訊協(xié)議與軟件界面
    4.5 本章小結(jié)
第5章 虛擬場景建立與遙操作系統(tǒng)實驗
    5.1 引言
    5.2 虛擬作業(yè)場景的建立
        5.2.1 軟體致動器3Dmax建模
        5.2.2 Unity3D虛擬作業(yè)場景的建立
    5.3 Unity3D腳本設(shè)計
    5.4 軟體末端遙操作系統(tǒng)實驗
        5.4.1 遙操作系統(tǒng)實驗平臺
        5.4.2 遙操作系統(tǒng)手勢映射實驗
        5.4.3 遙操作系統(tǒng)抓取實驗
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Unity3D的機器人仿真實驗系統(tǒng)[J]. 莊嚴(yán),盧阿麗,楊慶.  電子技術(shù)與軟件工程. 2018(03)
[2]基于虛擬現(xiàn)實的機器人遙操作關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 倪得晶,宋愛國,李會軍.  儀器儀表學(xué)報. 2017(10)
[3]軟體機器人前沿技術(shù)及應(yīng)用熱點[J]. 侯濤剛,王田苗,蘇浩鴻,常帥,陳令坤,郝雨飛,文力.  科技導(dǎo)報. 2017(18)
[4]基于Unity3D的工業(yè)機器人虛擬操作系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J]. 劉宇軒.  計算機與數(shù)字工程. 2017(08)
[5]軟體機器人:結(jié)構(gòu)、驅(qū)動、傳感與控制[J]. 王田苗,郝雨飛,楊興幫,文力.  機械工程學(xué)報. 2017(13)
[6]適應(yīng)物體形狀的虛擬手抓取[J]. 胡晨,張學(xué)聃,馬惠敏.  中國圖象圖形學(xué)報. 2017(05)
[7]軟體機械手研究綜述[J]. 張進(jìn)華,王韜,洪軍,王煜.  機械工程學(xué)報. 2017(13)
[8]基于Unity和5DT數(shù)據(jù)手套的虛擬手仿真研究[J]. 佟昭,張志利,梁豐,李向陽.  電腦知識與技術(shù). 2015(21)
[9]基于虛幻引擎的ROV實時運動仿真[J]. 李珅,廖華麗.  計算機與現(xiàn)代化. 2014(07)
[10]力覺臨場感遙操作機器人（4）:系統(tǒng)的操作性能評價[J]. 宋愛國,倪得晶.  南京信息工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(03)

博士論文
[1]基于虛擬現(xiàn)實與局部自主的空間機器人遙操作技術(shù)研究[D]. 蔣再男.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]基于虛擬現(xiàn)實的機器人靈巧手遙操作平臺的設(shè)計和實現(xiàn)[D]. 周思躍.上海大學(xué) 2006

碩士論文
[1]機器人遙操作平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 葉盼盼.北京郵電大學(xué) 2018
[2]基于虛擬夾具的空間機器人遙操作與示教技術(shù)研究[D]. 甘凱.華中科技大學(xué) 2017
[3]基于增強現(xiàn)實技術(shù)的遙操作方式設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 林淵.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]氣動柔性驅(qū)動器的位置控制研究[D]. 馮文婷.沈陽工業(yè)大學(xué) 2016
[5]基于虛擬現(xiàn)實遙操作焊接機械手系統(tǒng)的實現(xiàn)[D]. 李昕一.西安科技大學(xué) 2014
[6]基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的機器人遙操作系統(tǒng)設(shè)計[D]. 王子健.河北工業(yè)大學(xué) 2010
[7]基于數(shù)據(jù)手套的虛擬手實時交互平臺的研究與設(shè)計[D]. 羅剛.浙江大學(xué) 2006
[8]氣動柔性手指的運動分析及其控制研究[D]. 徐生.浙江工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3183059