軟體機(jī)器人屬于連續(xù)體仿生機(jī)器人,是近年來(lái)迅速發(fā)展的新興領(lǐng)域。在復(fù)雜情景中,軟體機(jī)器人能夠通過(guò)主動(dòng)變形來(lái)應(yīng)對(duì)空間狹小,狀況難以預(yù)測(cè)的環(huán)境;同時(shí)還能夠被動(dòng)變形以適應(yīng)周圍的障礙物,減少潛在碰撞帶來(lái)的自身?yè)p害和對(duì)環(huán)境造成的風(fēng)險(xiǎn)。作為其執(zhí)行機(jī)構(gòu),柔性執(zhí)行器是軟體機(jī)器人不可或缺的重要組成部分。因此對(duì)其開(kāi)展理論和相關(guān)技術(shù)研究可有效促進(jìn)軟體機(jī)器人的設(shè)計(jì)發(fā)展和應(yīng)用推廣。本文首先對(duì)三種典型柔性執(zhí)行器的建模方法進(jìn)行研究,建立圓柱形柔性執(zhí)行器的纖維徑向約束數(shù)學(xué)模型,證明單向徑向纏繞會(huì)使柔性執(zhí)行器發(fā)生軸向旋轉(zhuǎn),雙向徑向纏繞則會(huì)消除旋轉(zhuǎn)影響;利用分段常曲率模型推導(dǎo)出圓柱形柔性執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)表達(dá)式;描述多腔體氣動(dòng)網(wǎng)格和單腔單側(cè)限位柔性執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)模型。對(duì)單腔單側(cè)限位柔性執(zhí)行器結(jié)構(gòu)尺寸及模具進(jìn)行設(shè)計(jì);利用3D打印技術(shù)制造柔性執(zhí)行器模具;使用尼龍材料作為應(yīng)變限制層,使充入氣體后柔性執(zhí)行器向單側(cè)彎曲。為避免腔體過(guò)度膨脹同時(shí)增加柔性執(zhí)行器的強(qiáng)度,在柔性執(zhí)行器外壁纏繞凱夫拉纖維限制其徑向過(guò)度膨脹。搭建柔性執(zhí)行器氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的氣路換向方案;利用壓力傳感器測(cè)量氣路壓力,利用彎曲角度傳感器記錄柔性執(zhí)行器彎曲角度;利用A... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

LCE毛蟲(chóng)機(jī)器人原理圖

圖 1-3 LCE 毛蟲(chóng)機(jī)器人原理圖學(xué)院、哈佛大學(xué)和韓國(guó)漢城國(guó)立大學(xué)的研究人器人，通過(guò)在聚合管周圍環(huán)繞網(wǎng)格狀形狀記憶合大的沖擊力[12]。合金絲材質(zhì)為 NiTi，加熱后形狀動(dòng)運(yùn)動(dòng)。網(wǎng)格狀形狀記憶合金絲構(gòu)成的蚯蚓身體縮成波浪形狀推動(dòng)自身前進(jìn)。Meshworm 的最大棒性，如圖 1-4 所示，經(jīng)檢驗(yàn)該機(jī)器人可以不受原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)[13]。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文圖 1-5 人工肌肉結(jié)構(gòu)示意圖王學(xué)院受章魚(yú)觸角啟發(fā)提出一種剛度可控的、可用于微4]。該機(jī)械臂以阻塞技術(shù)為基礎(chǔ)，其類流體行為來(lái)自于空夠使該機(jī)械臂以較大幅度變形（圖 1-6 a）。當(dāng)氣體排出，，表現(xiàn)出一定的剛度（圖 1-6 b）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氣壓驅(qū)動(dòng)軟體機(jī)器人運(yùn)動(dòng)研究[J]. 費(fèi)燕瓊,龐武,于文博.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(13)
[2]軟體機(jī)器人研究現(xiàn)狀綜述[J]. 曹玉君,尚建忠,梁科山,范大鵬,馬東璽,唐力.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(03)
[3]基于Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型的超彈性橡膠材料有限元分析[J]. 黃建龍,解廣娟,劉正偉.  橡膠工業(yè). 2008(08)

碩士論文
[1]一種軟體機(jī)器人執(zhí)行器的建模與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 苗雨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[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



本文編號(hào)：3636086