關(guān)節(jié)是人形機器人最為重要和關(guān)鍵的部分,直接決定著人形機器人的機動性能、操控性能、肢體協(xié)調(diào)性和承載能力等,設(shè)計和實現(xiàn)可以滿足預(yù)期使用要求的關(guān)節(jié)是人形機器人研究的一項主要任務(wù)。肩關(guān)節(jié)是人形機器人的關(guān)鍵組成部分之一,本文基于3PSS/S并聯(lián)機構(gòu)開展人形機器人肩關(guān)節(jié)性能分析和樣機開發(fā)研究,具有重要的理論意義和應(yīng)用價值�；谇髮�(dǎo)法,在位置反解的基礎(chǔ)上求取3PSS/S并聯(lián)機構(gòu)的速度雅可比矩陣和各構(gòu)件的加速度,并分析機構(gòu)奇異位形。采用矢量法建立機構(gòu)的靜力分析模型,并在特定載荷下求解方程組,進而計算出各支鏈約束力,并將中間支鏈約束力和旁支鏈約束力進行對比,以分析該機構(gòu)的靜力卸載性能。求取旁支鏈連桿和動平臺的慣性張量,基于牛頓-歐拉法建立機構(gòu)的動力學(xué)平衡方程,研究機構(gòu)在不同運動軌跡下,驅(qū)動力及各構(gòu)件間的約束力隨時間變化曲線。對肩關(guān)節(jié)樣機的驅(qū)動式樣進行選型和校核,完成樣機旁支鏈及動定平臺等關(guān)鍵零部件的設(shè)計,并進行樣機本體的整體建模、加工與裝配;確定運動控制方案,設(shè)計系統(tǒng)控制電路和硬件接口,完成控制系統(tǒng)的仿真和調(diào)試,開發(fā)樣機控制柜,進而研制出完整的并聯(lián)仿生肩關(guān)節(jié)樣機。結(jié)合人體肩關(guān)節(jié)的運動學(xué)和受力特性,實施樣...

【文章頁數(shù)】：84 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 人形機器人關(guān)節(jié)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 人形機器人關(guān)節(jié)國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 人形機器人關(guān)節(jié)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 少自由度并聯(lián)機構(gòu)理論研究概況
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 3PSS/S并聯(lián)肩關(guān)節(jié)機構(gòu)運動學(xué)分析
    2.1 引言
    2.2 機構(gòu)位置反解求取
    2.3 機構(gòu)速度雅可比分析
    2.4 機構(gòu)各構(gòu)件加速度分析
        2.4.1 驅(qū)動滑塊加速度分析
        2.4.2 旁支鏈的加速度分析
    2.5 機構(gòu)奇異位形分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 3PSS/S并聯(lián)肩關(guān)節(jié)機構(gòu)靜力學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 機構(gòu)靜力平衡方程的建立
        3.2.1 動平臺靜力平衡方程的建立
        3.2.2 旁支鏈連桿靜力平衡方程的建立
        3.2.3 驅(qū)動滑塊靜力平衡方程的建立
        3.2.4 中心支鏈靜力分析
    3.3 機構(gòu)靜力學(xué)數(shù)值分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 3PSS/S并聯(lián)肩關(guān)節(jié)機構(gòu)動力學(xué)分析
    4.1 引言
    4.2 旁支鏈及動平臺慣性張量的求取
        4.2.1 旁支鏈連桿慣性張量的求取
        4.2.2 動平臺慣性張量的求取
    4.3 各構(gòu)件動力平衡方程的建立
        4.3.1 動平臺動力平衡方程的建立
        4.3.2 旁支鏈動力平衡方程的建立
        4.3.3 驅(qū)動滑塊動力平衡方程的建立
    4.4 機構(gòu)動力學(xué)數(shù)值分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 3PSS/S并聯(lián)肩關(guān)節(jié)樣機本體設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 樣機本體驅(qū)動的選擇與計算
        5.2.1 驅(qū)動副的式樣選擇
        5.2.2 滾珠絲杠的選型計算
    5.3 樣機本體支鏈與平臺的設(shè)計
        5.3.1 中間支鏈的選型設(shè)計
        5.3.2 旁支鏈的選型設(shè)計
        5.3.3 動平臺與定平臺的設(shè)計
    5.4 樣機本體的整體建模與裝配
    5.5 本章小節(jié)
第6章 肩關(guān)節(jié)樣機控制系統(tǒng)開發(fā)與實驗研究
    6.1 引言
    6.2 樣機控制方案的選擇
    6.3 樣機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
        6.3.1 驅(qū)動電機的選擇計算
        6.3.2 控制系統(tǒng)硬件組成
        6.3.3 控制系統(tǒng)硬件接口設(shè)計
    6.4 控制系統(tǒng)的仿真和集成
        6.4.1 控制系統(tǒng)的仿真
        6.4.2 控制系統(tǒng)的集成
    6.5 樣機實驗研究
        6.5.1 樣機功能性驗證實驗
        6.5.2 樣機力反饋實驗研究
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號：3922910