為了適應(yīng)飛機(jī)油箱等越來越復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境,設(shè)計(jì)了一種基于球鉸連接和柔性支撐桿結(jié)合的線驅(qū)動連續(xù)型機(jī)械臂,連續(xù)型機(jī)器人具有多冗余自由度結(jié)構(gòu),具有連續(xù)性,柔韌性等特點(diǎn),在非結(jié)構(gòu)環(huán)境中具有極強(qiáng)的優(yōu)越性。然而,由于其復(fù)雜的運(yùn)動學(xué),關(guān)節(jié)運(yùn)動的耦合性,其運(yùn)動路徑規(guī)劃和關(guān)節(jié)操縱控制是具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。主要研究內(nèi)容如下。（1）設(shè)計(jì)連續(xù)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和分析運(yùn)動學(xué)模型。分析連續(xù)型機(jī)器人的空間映射關(guān)系,建立連續(xù)型機(jī)器人從工作空間到姿態(tài)空間再到繩長變化空間、驅(qū)動空間的映射關(guān)系,并進(jìn)行了相關(guān)的仿真,驗(yàn)證理論的正確性。（2）設(shè)計(jì)基于路徑擬合的連續(xù)型機(jī)器人路徑規(guī)劃方法,以飛機(jī)油箱建立仿真環(huán)境,完成連續(xù)型機(jī)器人路徑規(guī)劃方法。首先建立飛機(jī)油箱仿真環(huán)境,然后利用改進(jìn)的RRT算法生成更加符合于連續(xù)型機(jī)器人模型的離散路徑,設(shè)計(jì)路徑擬合方法,根據(jù)油箱環(huán)境設(shè)計(jì)避障策略,能夠更好地完成飛機(jī)油箱復(fù)雜環(huán)境中的路徑規(guī)劃任務(wù),設(shè)計(jì)連續(xù)型機(jī)器人隔艙路徑規(guī)劃策略,完成連續(xù)型機(jī)器人隔艙路徑規(guī)劃任務(wù)。（3）搭建了連續(xù)型機(jī)器人三關(guān)節(jié)樣機(jī)平臺,設(shè)計(jì)連續(xù)型機(jī)器人整體控制系統(tǒng),編寫整體驅(qū)動和控制程序,設(shè)計(jì)連續(xù)型機(jī)器人控制模式,實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)路徑跟隨控制和手柄操... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 連續(xù)型機(jī)器人結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 連續(xù)型機(jī)器人的路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.2.3 現(xiàn)存問題
    1.3 課題研究內(nèi)容
第二章 連續(xù)型機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動學(xué)分析
    2.1 連續(xù)型機(jī)器人設(shè)計(jì)原則
    2.2 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.1 連續(xù)型機(jī)器人柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.2 連續(xù)型驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.3 連續(xù)型機(jī)器人整體的搭建
    2.3 連續(xù)型機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)分析
        2.3.1 運(yùn)動學(xué)模型
        2.3.2 關(guān)節(jié)空間到繩長空間的轉(zhuǎn)換
        2.3.3 繩長空間到驅(qū)動信號空間的映射
    2.4 連續(xù)型機(jī)器人仿真實(shí)驗(yàn)
        2.4.1 工作空間仿真
        2.4.2 繩長變化仿真
    2.5 本章小結(jié)
第三章 連續(xù)型機(jī)器人路徑規(guī)劃方法研究
    3.1 連續(xù)型機(jī)器人工作環(huán)境建模
    3.2 離散路徑規(guī)劃方法
        3.2.1 A星算法
        3.2.2 快速拓展隨機(jī)樹（RRT）算法
        3.2.3 離散路徑規(guī)劃實(shí)驗(yàn)
    3.3 關(guān)節(jié)擬合算法研究
    3.4 避障策略研究
    3.5 隔艙路徑規(guī)劃
    3.6 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.6.1 無障礙空間單艙路徑規(guī)劃
        3.6.2 單艙障礙空間路徑規(guī)劃
        3.6.3 隔艙無障礙空間路徑規(guī)劃
        3.6.4 隔艙障礙空間路徑規(guī)劃
    3.7 本章小結(jié)
第四章 操控系統(tǒng)搭建和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.1 整體系統(tǒng)搭建
    4.2 姿態(tài)傳感器
        4.2.1 ZYZ歐拉角求解
        4.2.2 姿態(tài)傳感器選型
    4.3 操作手柄
        4.3.1 手柄選擇
        4.3.2 手柄連接以及信號處理
    4.4 驅(qū)動信號控制器設(shè)計(jì)
        4.4.1 MCU選擇
        4.4.2 驅(qū)動信號的產(chǎn)生
        4.4.3 驅(qū)動板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.5 主控程序設(shè)計(jì)
        4.5.1 操作模式設(shè)計(jì)
        4.5.2 程序設(shè)計(jì)
        4.5.3 通信協(xié)議設(shè)計(jì)
    4.6 實(shí)驗(yàn)
        4.6.1 單關(guān)節(jié)彎曲驗(yàn)證
        4.6.2 三關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：2971959