共融機(jī)器人是指能與作業(yè)環(huán)境、人和其它機(jī)器人自然交互、自主適應(yīng)復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境并協(xié)同作業(yè)的機(jī)器人,近些年來逐漸成為未來機(jī)器人研究的重點(diǎn)。因其工作過程中不斷與人產(chǎn)生交互,保證人機(jī)交互過程中的安全性就顯得尤為重要。解決這一問題的一個(gè)方法是在其中引入柔性元素,并將其設(shè)計(jì)成變剛度。柔順機(jī)構(gòu)依靠柔性構(gòu)件的彈性變形來實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng),可以將柔順機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論與共融機(jī)器人機(jī)械臂、執(zhí)行器等部件的設(shè)計(jì)相結(jié)合。柔性鉸鏈?zhǔn)侨犴槞C(jī)構(gòu)的基礎(chǔ),本文對(duì)大變形變剛度柔性鉸鏈進(jìn)行研究,提出了鉸鏈大變形和變剛度的設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了多種新型柔性鉸鏈,滿足共融機(jī)器人對(duì)于靈活性、安全性、適應(yīng)性的要求,并對(duì)它們的性能進(jìn)行了分析。具體研究內(nèi)容如下:(1)提出了一種大變形柔性鉸鏈的設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了新型平面折展大變形柔性鉸鏈。平面折展柔性鉸鏈的柔性片段通常被布置在兩個(gè)剛性連桿之間,這就限制了柔性片段的數(shù)量和長度,同時(shí)也限制了鉸鏈的變形范圍,因此通過設(shè)計(jì)柔性片段的不同布置方式,利用柔性片段串聯(lián)或并聯(lián)的方法,設(shè)計(jì)了兩種新型大變形平面折展柔性鉸鏈:外側(cè)布置型平面折展柔性鉸鏈(Outside-Deployed Lamina Emergent Joint,簡(jiǎn)...

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 緒論
    2.1 研究背景和意義
    2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        2.2.1 柔順機(jī)構(gòu)概述
        2.2.2 柔性鉸鏈研究現(xiàn)狀
        2.2.3 大變形柔性鉸鏈研究現(xiàn)狀
        2.2.4 變剛度設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
    2.3 本文主要研究內(nèi)容及全文體系結(jié)構(gòu)
        2.3.1 主要研究內(nèi)容
        2.3.2 全文體系結(jié)構(gòu)
3 大變形平面折展柔性鉸鏈的設(shè)計(jì)與分析
    3.1 大變形OD-LEJ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.2 大變形OD-LEJ的等效彈簧模型
    3.3 大變形OD-LEJ的模型驗(yàn)證
    3.4 大變形OD-LEJ的性能分析
    3.5 大變形ID-LEJ的設(shè)計(jì)與分析
    3.6 本章小結(jié)
4 大變形變剛度ID-LEJ的設(shè)計(jì)與分析
    4.1 大變形變剛度ID-LEJ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 大變形變剛度ID-LEJ的等效彈簧模型
    4.3 大變形變剛度ID-LEJ的模型驗(yàn)證與性能分析
    4.4 本章小結(jié)
5 管狀大變形變剛度柔性鉸鏈的設(shè)計(jì)與分析
    5.1 管狀大變形變剛度柔性鉸鏈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.2 管狀大變形變剛度柔性鉸鏈的等效彈簧模型
    5.3 管狀大變形變剛度柔性鉸鏈的模型驗(yàn)證與性能分析
    5.4 本章小結(jié)
6 設(shè)計(jì)柔性鉸鏈切口形狀實(shí)現(xiàn)變剛度
    6.1 柔性鉸鏈中的切口部分
    6.2 改變鉸鏈抗拉剛度
    6.3 改變鉸鏈抗壓剛度
    6.4 改變鉸鏈彎曲剛度
    6.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.6 本章小結(jié)
7 變剛度直梁型柔性鉸鏈的設(shè)計(jì)與分析
    7.1 大變形分析方法
    7.2 變剛度直梁型柔性鉸鏈的分析與建模
        7.2.1 非線性分析方法
        7.2.2 臨界點(diǎn)的求解
        7.2.3 線性分析方法
        7.2.4 彎曲等效剛度
        7.2.5 鉸鏈綜合方法
    7.3 變剛度直梁型柔性鉸鏈的性能分析
        7.3.1 有限元仿真分析
        7.3.2 非線性方法分析
        7.3.3 線性方法分析
    7.4 非對(duì)稱變剛度直梁型柔性鉸鏈
    7.5 本章小結(jié)
8 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3830009