面向軟體抓持裝置負載能力弱的問題,本文對生物的吞食機理進行研究,以仿生吞食的原理為基礎,對軟體機器人結構進行創(chuàng)新設計,提出了用于抓取的柔順導向結構和新型抓取方法,設計出一款基于仿生吞食原理的大負載軟體抓持裝置。分別從仿生機理分析、關鍵結構設計、抓取模型建立、樣機的研制及相關抓取實驗幾個方面展開研究。豐富了軟體抓持裝置的研究方法,為軟體抓取機器人的負載提升提供了新的設計思路。首先,根據(jù)軟體機器人負載能力弱這一難點,本文從仿生吞食原理出發(fā),分析了生物食道的結構特點和運動規(guī)律,進行模擬人體食道結構的仿生設計,創(chuàng)新性地提出了雙層封閉氣囊的柔順導向結構。并針對該軟體結構設計了兩種不同驅動的抓持裝置并進行優(yōu)選分析。結合氣動軟體抓持和剛性驅動部件,采用剛柔耦合結構特點。提出了基于仿生吞食原理的大負載軟體抓持裝置的設計方案,并利用三維軟件對其進行相關結構設計。然后,從其核心部件柔順導向結構入手,基于等圓弧理論,對軟體柔順導向體的抓取力學特性進行研究,分析了該抓持裝置在抓取過程中不同抓取位置的受力特征,并以此確定了抓取條件。并根據(jù)其特殊結構特點,對驅動力及驅動方式進行分析。以及抓取完成后抗沖擊特性的定性... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 軟體機械手研究現(xiàn)狀
    1.3 軟體仿生機器人研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內容
第2章 仿生機理及結構設計
    2.1 引言
    2.2 仿生機理及原理分析
    2.3 基于仿生吞食原理的軟體方案設計
        2.3.1 大負載軟體抓持裝置設計要求
        2.3.2 模擬食道擠壓作用的軟體抓持裝置方案設計
        2.3.3 模擬食道吞食原理的軟體抓持裝置方案設計
        2.3.4 仿生軟體抓持裝置方案對比分析
    2.4 基于仿生吞食原理的軟體手結構設計
        2.4.1 氣囊組件結構設計
        2.4.2 驅動結構及結構件設計
    2.5 本章小結
第3章 軟體抓持裝置靜力學特性分析
    3.1 引言
    3.2 柔順導向體驅動力分析
    3.3 柔順導向結構抓取力分析
        3.3.1 基本假定
        3.3.2 氣囊初始形狀及受力分析
        3.3.3 對抓取圓柱類物體抓取分析
    3.4 力封閉和形封閉定性分析
        3.4.1 形封閉抓取
        3.4.2 力封閉抓取
        3.4.3 抗沖擊穩(wěn)定性分析
    3.5 本章小結
第4章 樣機研制與控制系統(tǒng)設計
    4.1 引言
    4.2 柔順導向體加工工藝研究
        4.2.1 柔順導向體模具設計
        4.2.2 硅膠澆注過程
    4.3 樣機的組裝其他結構件的制作
    4.4 氣動控制平臺的搭建
        4.4.1 控制系統(tǒng)硬件組成
        4.4.2 控制系統(tǒng)硬件參數(shù)
    4.5 本章小結
第5章 實驗平臺搭建和相關性能分析
    5.1 引言
    5.2 對于圓球、圓柱、棱柱等規(guī)則物體拉脫力實驗
        5.2.1 柔順導向體拉脫力實驗
        5.2.2 增長形柔順導向體拉脫力實驗
    5.3 異形物抓取實驗
    5.4 以水為介質的柔順導向體抓取性能實驗
    5.5 柔順導向體抗沖擊實驗
    5.6 驅動力對照實驗
    5.7 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]軟體機器人:結構、驅動、傳感與控制[J]. 王田苗,郝雨飛,楊興幫,文力.  機械工程學報. 2017(13)
[3]一種基于蜂巢氣動網(wǎng)絡的軟體夾持器抓取策略研究[J]. 王寧揚,孫昊,姜皓,陳小平,張昊翀.  機器人. 2016(03)



本文編號：3199931