球形張拉整體結(jié)構(gòu)由6根桿、24根繩相互連接并形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu),其中繩只承受拉力,桿只承受壓力,其外觀近似球形,因此稱球形張拉整體結(jié)構(gòu)。張拉整體結(jié)構(gòu)最初只是以雕塑的形式出現(xiàn)在藝術(shù)領(lǐng)域,后來逐漸形成一定的研究體系,更多的作為一種新型空間結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在建筑領(lǐng)域。20世紀末,研究者們將張拉整體結(jié)構(gòu)應用至生物學領(lǐng)域并做出突出貢獻。近年來人們將張拉整體結(jié)構(gòu)應用至機器人領(lǐng)域,通過對繩單元的長度或力進行控制,使整個結(jié)構(gòu)完成特定的運動。本課題以球形張拉整體機器人為主要研究對象,首先對其進行找形,建立動力學建模并完成機器人滾動原理進行分析。其次得出滾動方向與繩單元長度的關(guān)系,采用遺傳算法對機器人滾動步態(tài)進行優(yōu)化。然后提出球形張拉整體機器人的“手動”控制以及方向控制仿真,最后完成機器人樣機的制作以及實驗驗證。本文主要針對以下內(nèi)容進行研究:本課題首先對球形張拉整體結(jié)構(gòu)的構(gòu)型進行描述,通過對非線性方程組的求解完成整個結(jié)構(gòu)的找形。建立球形張拉整體機器人的動力學模型,采用重力矩作為機器人是否滾動的靜態(tài)判斷方法。其次根據(jù)結(jié)構(gòu)拓撲關(guān)系將滾動步態(tài)分類,得出不同步態(tài)的實現(xiàn)與繩單元長度的關(guān)系。在不同繩單元驅(qū)動數(shù)目的條件下采用遺傳...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1早期張拉整體結(jié)構(gòu)

構(gòu)支撐、執(zhí)行器以及傳感器的特點和作用，與生物體有許多相似的特性以及醫(yī)學領(lǐng)域有著極其重要的研究價值以及研究前景，也從側(cè)面反映結(jié)構(gòu)的重要性。球形張拉整體機器人由連續(xù)的受拉的繩單元以及不連續(xù)的受壓的桿單統(tǒng)的輪式、足式機器人相比，具有結(jié)構(gòu)輕、柔性、緩沖碰撞沖擊、易于，存在巨大的潛在應用價....

圖1-5SUPERBALL著陸、展開示意圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文拉整體結(jié)構(gòu)的使用給機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了許多至關(guān)重要的優(yōu)勢對碰撞、沖擊或載荷完成緩沖，可根據(jù)其結(jié)構(gòu)拓撲關(guān)系重新分布力，人中是無法實現(xiàn)的。由于張拉整體結(jié)構(gòu)中桿、繩相互連接、相互作用件的損壞對整個結(jié)構(gòu)影響并不大，使其具有一定的容錯能力[14]。同一定的可....

圖1-7棱柱型張拉整體結(jié)構(gòu)找形示意圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文定形狀的結(jié)構(gòu)，平衡狀態(tài)時系統(tǒng)中個構(gòu)件所并按照一定的方法確定整個結(jié)構(gòu)幾何形狀的體研究領(lǐng)域中比較成熟的研究方向，經(jīng)過幾，但總的來說可分為三類：第一類是對于簡衡位置。第二類是模擬物體運動過程的方法果，如蒙特卡羅法、動態(tài)松弛法、約束優(yōu)化立各個節(jié)點的力平衡方程....

圖5-1電機扭繩驅(qū)動方式

體機器人負載能力有限，其結(jié)構(gòu)應該盡可能輕巧，結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定驅(qū)動方式以及電機安裝位置，此外連接，完成機器人連續(xù)滾動程序的編寫。人樣機設(shè)計體機器人由受拉的繩單元與受壓的桿單元相互連有一定的承載能力。當負載加大時，為保持其結(jié)構(gòu)的剛度，此時機器人繩單元所提供的拉力需要增加無法提供足夠大的....

本文編號：4017411