近幾年,軟體機器人技術迅猛發(fā)展,其以軟體生物為參考,基于智能軟材料研發(fā)高自由度的軟體機器人。相比傳統(tǒng)剛性機器人,這些機器人具有環(huán)境適應能力強、控制簡單等優(yōu)勢,從而使其在工業(yè)、醫(yī)療和軍事等領域發(fā)展?jié)摿薮蟆＼涹w驅(qū)動器技術是軟體機器人的核心技術之一。在眾多軟體驅(qū)動器中,氣動軟體驅(qū)動器柔順性好、功率質(zhì)量比高、制造成本低等諸多優(yōu)點使其成為研究的熱點。本文以氣動軟體驅(qū)動器為研究對象,對此類驅(qū)動器進行設計與制造,并基于該類驅(qū)動器研制三款軟體操作手。氣動軟體驅(qū)動器的非線性運動學響應是其設計的難點,采用有限元方法對纖維增強型和多腔體型兩種典型的氣動軟體彎曲驅(qū)動器的驅(qū)動性能與結構參數(shù)之間的關系進行仿真分析。結合仿真結果,采用3D模型法制作兩類彎曲驅(qū)動器。為實現(xiàn)多驅(qū)動器協(xié)作驅(qū)動,設計軟體驅(qū)動器的控制系統(tǒng),該控制系統(tǒng)獨立控制多驅(qū)動器系統(tǒng)中每個驅(qū)動器完成彎曲、保持以及伸展動作。將以上氣動軟體驅(qū)動器的研究成果應用于三款軟體操作手,即:工業(yè)軟體抓手、軟體仿人手和軟體康復手套。軟體工業(yè)抓手抓取穩(wěn)定、自適應能力強,配合UR機械臂能夠?qū)崿F(xiàn)多種物品抓取。結合數(shù)據(jù)手套或肌電手環(huán),實現(xiàn)軟體仿人手靈巧動作復現(xiàn)。設計具有敞開式結...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究背景與意義
    1.3 軟體驅(qū)動器研究現(xiàn)狀
        1.3.1 電響應軟體驅(qū)動器
        1.3.2 磁響應軟體驅(qū)動器
        1.3.3 化學響應軟體驅(qū)動器
        1.3.4 熱響應軟體驅(qū)動器
        1.3.5 光敏軟體驅(qū)動器
        1.3.6 氣動軟體驅(qū)動器
    1.4 論文內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 氣動軟體驅(qū)動器工作原理
    2.1 驅(qū)動原理
        2.1.1 纖維增強型氣動軟體驅(qū)動器
        2.1.2 多腔體型氣動軟體驅(qū)動器
    2.2 理論分析
        2.2.1 纖維增強型驅(qū)動器的理論分析
        2.2.2 多腔體型驅(qū)動器的理論分析
    2.3 有限元仿真分析
        2.3.1 纖維增強型驅(qū)動器的有限元分析
        2.3.2 多腔體型驅(qū)動器的有限元分析
    2.4 本章小結
第三章 氣動軟體驅(qū)動器制備
    3.1 制作工藝
    3.2 纖維增強型驅(qū)動器
        3.2.1 實驗材料與儀器
        3.2.2 制作過程
        3.2.3 性能測試
    3.3 多腔體型驅(qū)動器
        3.3.1 實驗材料與儀器
        3.3.2 制作過程
        3.3.3 性能測試
    3.4 本章小結
第四章 驅(qū)動器控制系統(tǒng)設計
    4.1 方案設計
    4.2 硬件系統(tǒng)搭建
        4.2.1 硬件選型
        4.2.2 系統(tǒng)搭建
        4.2.3 通訊協(xié)議
    4.3 軟件系統(tǒng)開發(fā)
        4.3.1 自定義指令格式
        4.3.2 控制邏輯
        4.3.3 人機交互界面
    4.4 本章小結
第五章 軟體操作手集成與應用
    5.1 應用簡介
    5.2 軟體工業(yè)抓手
        5.2.1 抓手的設計
        5.2.2 抓取功能展示
    5.3 軟體仿人手
        5.3.1 組成結構
        5.3.2 計數(shù)手勢展示
        5.3.3 結合數(shù)據(jù)手套的展示
        5.3.4 結合肌電手環(huán)的展示
    5.4 軟體康復手套
        5.4.1 手套的組成結構
        5.4.2 軟體康復手套的應用
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 主要工作與創(chuàng)新點
    6.2 后續(xù)研究工作
參考文獻
附錄1
附錄2
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：3836626