機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下作業(yè)會不可避免地與人或其它事物進(jìn)行力的接觸與碰撞,純粹的剛性關(guān)節(jié)驅(qū)動存在一定的安全隱患,變剛度柔順驅(qū)動可有效降低人機(jī)交互碰撞損傷,不僅在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域可以提供更加舒適的狀態(tài),還能在仿生領(lǐng)域有效利用變剛度關(guān)節(jié)致動器柔性元件的儲能特性發(fā)揮更高的優(yōu)勢。變剛度關(guān)節(jié)致動器不僅能像傳統(tǒng)剛性驅(qū)動器一樣滿足位置需求也能調(diào)整系統(tǒng)的輸出剛度,在環(huán)境適應(yīng)性方面比傳統(tǒng)剛性驅(qū)動優(yōu)勢顯著。本文針對目前現(xiàn)有的變剛度致動器的調(diào)剛范圍有限、響應(yīng)速度較慢、剛調(diào)耗能嚴(yán)重以及結(jié)構(gòu)尺寸笨重等不足,提出一種基于類橢圓機(jī)構(gòu)式變片簧有效臂長的變剛度關(guān)節(jié)致動器并展開了以下研究:首先,根據(jù)具體應(yīng)用情況明確設(shè)計(jì)指標(biāo),確定變片簧有效作用臂長方案進(jìn)行轉(zhuǎn)動軸線與力作用點(diǎn)的布置,提出多種布置方案,綜合調(diào)剛范圍,力求結(jié)構(gòu)緊湊,選定最有效的變剛度方案,將片簧簡化為懸臂梁并建立起力學(xué)模型,在小變形條件下進(jìn)行近似變剛度特性分析,根據(jù)技術(shù)目標(biāo)進(jìn)行柔性元件尺寸優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)更高的設(shè)計(jì)精度,基于橢圓積分法進(jìn)行變剛度力學(xué)模型大變形分析。其次,根據(jù)柔性元件尺寸參數(shù)建立三維模型進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì),主要包括剛度調(diào)整機(jī)構(gòu)、主傳動機(jī)構(gòu)和剛度傳動機(jī)... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

機(jī)器人發(fā)展趨勢

圖 1-15 課題研究流程圖論。簡要介紹變剛度致動器以及其實(shí)現(xiàn)形式，綜合國案的優(yōu)劣情況，為接下來變剛度的研究奠定了扎實(shí)的基根據(jù)現(xiàn)有方案的不足確定變剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)，提出片，針對幾種輸出軸和力作用點(diǎn)的布置形式，選取最有效進(jìn)行力學(xué)模型的分析，而且有效利用橢圓積分法處理大剛度特性分析以及相應(yīng)的尺度參數(shù)優(yōu)化，為下文結(jié)構(gòu)設(shè)滿足調(diào)剛范圍廣、響應(yīng)快以及能耗量小的前提下，根動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出了類橢圓機(jī)構(gòu)滾子滑塊式剛度調(diào)要包括剛度調(diào)整機(jī)構(gòu)、主傳動機(jī)構(gòu)和剛度傳動機(jī)構(gòu)；部件的選型，還對容易受載變形的關(guān)鍵部件進(jìn)行了有限關(guān)節(jié)經(jīng)常受到?jīng)_擊，對柔性力矩輸出端在時(shí)變載荷下

- 42 -c) 徑向變形云圖 d) 軸向變形云圖圖 3-11 輸出盤瞬態(tài)動力學(xué)分析結(jié)果圖3.5 本章小結(jié)根據(jù)所提出的設(shè)計(jì)指標(biāo)，并在滿足調(diào)剛范圍廣、響應(yīng)快以及能耗量小的的設(shè)計(jì)原則上，進(jìn)行變剛度關(guān)節(jié)致動器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，依據(jù)定截面形狀變簧片有效臂長，一

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]下一代機(jī)器人或?qū)ⅰ芭c人共融” 中國如何抓機(jī)遇[J]. 付麗麗.  智能機(jī)器人. 2018(02)
[2]仿生變剛度關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 王顏,房立金,周生啟.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]一種新型變剛度關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 房立金,周生啟,王顏.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(12)
[4]可調(diào)剛度致動器結(jié)構(gòu)研究綜述[J]. 畢樹生,劉暢,周曉東,于靖軍.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(13)
[5]仿生靈感下的彈性驅(qū)動器的研究綜述[J]. 魏敦文,葛文杰,高濤.  機(jī)器人. 2017(04)
[6]基于折疊式串聯(lián)簧片的可調(diào)剛度致動器設(shè)計(jì)[J]. 劉暢,畢樹生,趙宏哲,周曉東.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(17)
[7]《中國制造2025》機(jī)器人領(lǐng)域技術(shù)路線圖[J].   機(jī)器人產(chǎn)業(yè). 2015(05)
[8]柔性齒條式變剛度關(guān)節(jié)驅(qū)動器設(shè)計(jì)與研究[J]. 王偉,劉立冬,魏來,劉斐,贠超.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]基于解耦線性化的變剛度關(guān)節(jié)動態(tài)剛度辨識[J]. 尹鵬,李滿天,查富生,王鵬飛,孫立寧.  機(jī)器人. 2015(05)
[10]機(jī)械式仿骨骼肌變剛度機(jī)構(gòu)原理及設(shè)計(jì)[J]. 王顏,房立金.  機(jī)器人. 2015(04)

博士論文
[1]單足彈跳機(jī)器人可變剛度柔性回轉(zhuǎn)髖關(guān)節(jié)及其特性研究[D]. 尹鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]一種新型的可變剛度柔性關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)與控制研究[D]. 蔡若凡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]被動柔性變剛度關(guān)節(jié)驅(qū)動系統(tǒng)研究[D]. 董事.中國礦業(yè)大學(xué) 2017
[3]一種新型變剛度關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)及其控制研究[D]. 楊德財(cái).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]懸臂梁平面大變形的橢圓函數(shù)解[D]. 裴曉輝.西安電子科技大學(xué) 2014
[5]足式機(jī)器人可變剛度柔性關(guān)節(jié)的研究[D]. 張海濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3247720