氣動柔性機械臂是一種基于仿生學原理,由柔性材料構(gòu)成的氣壓驅(qū)動型軟體機械臂,具有高柔順性、強適應(yīng)性并能夠進行柔順抓捕等優(yōu)點,在生產(chǎn)、醫(yī)療、救災(zāi)及探測等方面具有廣闊應(yīng)用前景。精確的空間三維形狀信息與運動軌跡規(guī)劃是對柔性機械臂進行高精度控制的前提。在此背景下,本文針對氣動柔性機械臂,開展了三維形狀檢測與軌跡規(guī)劃方法的研究。主要研究內(nèi)容包括:首先,設(shè)計并搭建了基于伸長型氣動肌肉的柔性機械臂實驗平臺。參照章魚觸手中水骨骼的仿生理念,研制伸長型氣動肌肉,并根據(jù)驅(qū)動方式與課題需求,確定氣動肌肉的結(jié)構(gòu)參數(shù);以氣動肌肉為組成單元,采用最優(yōu)空間結(jié)構(gòu)配置柔性機械臂的整體布局。基于Yeoh模型對所設(shè)計的柔性機械臂進行有限元分析,模擬受力發(fā)生彎曲形變過程。在此基礎(chǔ)上,為滿足柔性機械臂在氣壓驅(qū)動下運動過程的快速性與平穩(wěn)性,對氣動平臺與電控平臺的工作原理展開分析,確定系統(tǒng)組成與元件選型,最終完成了整個實驗平臺的設(shè)計與搭建,通過調(diào)試可保證實驗平臺的正常運行。然后,設(shè)計了基于氣動肌肉長度信息的三維形狀檢測系統(tǒng)方案。在分段恒曲率假設(shè)條件下,分別對單段和多段柔性機械臂建立運動學方程,提出了基于長度信息的形狀檢測方法,并進一...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1Walker團隊連續(xù)型柔性機械臂的發(fā)展過程

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文4a)仿象鼻機器人b)Air-Octorc)OctArmIVd)OctArmVe)OctArmVI圖1-1Walker團隊連續(xù)型柔性機械臂的發(fā)展過程仿生巨頭德國費斯托（Festo）公司以實現(xiàn)工廠和工藝過程自動化為牽引，始終致力于仿生技術(shù)載體的研發(fā)，近....

圖1-2TheBionicSoftHand京都大學松野實驗室（KyotoUniversity"sMatsunoLab）設(shè)計的蛇形機器人可

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文5圖1-2TheBionicSoftHand京都大學松野實驗室（KyotoUniversity"sMatsunoLab）設(shè)計的蛇形機器人可輕松攀爬垂直的梯子[23]，如圖1-3所示。這款蛇形機器人臂鉸接長度為1米-3.1米，剛性延伸長度最大可達5米。....

圖1-3蛇形機器人

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文5圖1-2TheBionicSoftHand京都大學松野實驗室（KyotoUniversity"sMatsunoLab）設(shè)計的蛇形機器人可輕松攀爬垂直的梯子[23]，如圖1-3所示。這款蛇形機器人臂鉸接長度為1米-3.1米，剛性延伸長度最大可達5米。....

圖1-4仿象鼻多自由度柔性機械臂

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文6近期，哈爾濱工業(yè)大學冷勁松教授團隊研制了一個仿象鼻的多自由度柔性臂[24]，如圖1-4所示，探索彎曲和螺旋PMA在柔性機器人領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，收縮式PMA具有很大的輸出或負載能力，而伸長型PMA可以產(chǎn)生更多的變形。因此，根據(jù)不同驅(qū)動器的輸....

本文編號：3939847