氣動(dòng)柔性機(jī)械臂是一種基于仿生學(xué)原理,由柔性材料構(gòu)成的氣壓驅(qū)動(dòng)型軟體機(jī)械臂,具有高柔順性、強(qiáng)適應(yīng)性并能夠進(jìn)行柔順抓捕等優(yōu)點(diǎn),在生產(chǎn)、醫(yī)療、救災(zāi)及探測(cè)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(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃是對(duì)柔性機(jī)械臂進(jìn)行高精度控制的前提。在此背景下,本文針對(duì)氣動(dòng)柔性機(jī)械臂,開展了三維形狀檢測(cè)與軌跡規(guī)劃方法的研究。主要研究?jī)?nèi)容包括:首先,設(shè)計(jì)并搭建了基于伸長(zhǎng)型氣動(dòng)肌肉的柔性機(jī)械臂實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。參照章魚觸手中水骨骼的仿生理念,研制伸長(zhǎng)型氣動(dòng)肌肉,并根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式與課題需求,確定氣動(dòng)肌肉的結(jié)構(gòu)參數(shù);以氣動(dòng)肌肉為組成單元,采用最優(yōu)空間結(jié)構(gòu)配置柔性機(jī)械臂的整體布局�；赮eoh模型對(duì)所設(shè)計(jì)的柔性機(jī)械臂進(jìn)行有限元分析,模擬受力發(fā)生彎曲形變過(guò)程。在此基礎(chǔ)上,為滿足柔性機(jī)械臂在氣壓驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)過(guò)程的快速性與平穩(wěn)性,對(duì)氣動(dòng)平臺(tái)與電控平臺(tái)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(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與搭建,通過(guò)調(diào)試可保證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的正常運(yùn)行。然后,設(shè)計(jì)了基于氣動(dòng)肌肉長(zhǎng)度信息的三維形狀檢測(cè)系統(tǒng)方案。在分段恒曲率假設(shè)條件下,分別對(duì)單段和多段柔性機(jī)械臂建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,提出了基于長(zhǎng)度信息的形狀檢測(cè)方法,并進(jìn)一...

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1Walker團(tuán)隊(duì)連續(xù)型柔性機(jī)械臂的發(fā)展過(guò)程

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文4a)仿象鼻機(jī)器人b)Air-Octorc)OctArmIVd)OctArmVe)OctArmVI圖1-1Walker團(tuán)隊(duì)連續(xù)型柔性機(jī)械臂的發(fā)展過(guò)程仿生巨頭德國(guó)費(fèi)斯托（Festo）公司以實(shí)現(xiàn)工廠和工藝過(guò)程自動(dòng)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(xué)松野實(shí)驗(yàn)室（KyotoUniversity"sMatsunoLab）設(shè)計(jì)的蛇形機(jī)器人可

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文5圖1-2TheBionicSoftHand京都大學(xué)松野實(shí)驗(yàn)室（KyotoUniversity"sMatsunoLab）設(shè)計(jì)的蛇形機(jī)器人可輕松攀爬垂直的梯子[23]，如圖1-3所示。這款蛇形機(jī)器人臂鉸接長(zhǎng)度為1米-3.1米，剛性延伸長(zhǎng)度最大可達(dá)5米。....

圖1-3蛇形機(jī)器人

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文5圖1-2TheBionicSoftHand京都大學(xué)松野實(shí)驗(yàn)室（KyotoUniversity"sMatsunoLab）設(shè)計(jì)的蛇形機(jī)器人可輕松攀爬垂直的梯子[23]，如圖1-3所示。這款蛇形機(jī)器人臂鉸接長(zhǎng)度為1米-3.1米，剛性延伸長(zhǎng)度最大可達(dá)5米。....

圖1-4仿象鼻多自由度柔性機(jī)械臂

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文6近期，哈爾濱工業(yè)大學(xué)冷勁松教授團(tuán)隊(duì)研制了一個(gè)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(jī)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(fù)載能力，而伸長(zhǎng)型PMA可以產(chǎn)生更多的變形。因此，根據(jù)不同驅(qū)動(dòng)器的輸....

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