近年來,隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,各種新型機(jī)器人不斷涌現(xiàn),而具有柔軟靈活特點(diǎn)的柔性連續(xù)型機(jī)器人的應(yīng)用引起人們極大的關(guān)注。柔性連續(xù)型機(jī)器人由于可通過自身結(jié)構(gòu)的連續(xù)變形,或是通過由柔軟材料制成的執(zhí)行器的體積的變化來實(shí)現(xiàn)動(dòng)作,理論上具有無限自由度,可在醫(yī)療、搜索與導(dǎo)航等領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。因此探索柔性連續(xù)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與材料,分析并建立柔性連續(xù)型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型以精確的控制柔性連續(xù)型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)具有重要的意義。本文主要針對一種利用壓縮氣體驅(qū)動(dòng)、基于彈性橡膠波紋管設(shè)計(jì)并制造裝配而成的柔性機(jī)械手臂進(jìn)行研究,主要工作內(nèi)容如下:(1)基于人機(jī)安全合作時(shí)對機(jī)器人高安全性的要求,確定柔性機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)方案為使用壓縮氣體驅(qū)動(dòng),其結(jié)構(gòu)為內(nèi)部裝配拉伸彈簧的執(zhí)行器并聯(lián)裝配為執(zhí)行器組,執(zhí)行器組串聯(lián)裝配為柔性機(jī)械手臂,動(dòng)作原理為通過不同的執(zhí)行器內(nèi)部通入壓力不同的壓縮氣體,引起執(zhí)行器的體積變化,實(shí)現(xiàn)柔性機(jī)械手臂的姿態(tài)改變與動(dòng)作。(2)采用機(jī)器人的D-H法與幾何法,建立柔性機(jī)械手臂執(zhí)行器組的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,解決如何計(jì)算執(zhí)行器組到達(dá)目標(biāo)位置所需的各執(zhí)行器內(nèi)部氣體壓力的問題。在執(zhí)行器組的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析過程中,建立了末端中心位置的坐...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 理論意義和應(yīng)用價(jià)值
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 課題組研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內(nèi)容
2 柔性機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 彈性體執(zhí)行器的設(shè)計(jì)
    2.2 執(zhí)行器連接件的設(shè)計(jì)與制造
        2.2.1 執(zhí)行器端蓋的設(shè)計(jì)與制造
        2.2.2 執(zhí)行器連接板的設(shè)計(jì)與制造
        2.2.3 執(zhí)行器保持架的設(shè)計(jì)與制造
        2.2.4 執(zhí)行器組間連接端蓋的設(shè)計(jì)與制造
    2.3 柔性機(jī)械手臂的裝配
        2.3.1 彈性體執(zhí)行器的裝配
        2.3.2 單級(jí)執(zhí)行器組的裝配
        2.3.3 多級(jí)執(zhí)行器組的裝配
    2.4 小結(jié)
3 柔性機(jī)械手臂關(guān)節(jié)的特性研究
    3.1 執(zhí)行器組D-H法運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.1.1 D-H法正向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.1.2 D-H法逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    3.2 執(zhí)行器組幾何法運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.2.1 單通末端位置與中心圓弧參數(shù)方程
        3.2.2 雙通末端位置與中心圓弧參數(shù)方程
    3.3 執(zhí)行器組中心圓弧參數(shù)與各執(zhí)行器長度分析
        3.3.1 中心圓弧參數(shù)與執(zhí)行器長度正向運(yùn)算
        3.3.2 中心圓弧參數(shù)與執(zhí)行器長度逆向運(yùn)算
    3.4 執(zhí)行器氣壓與長度變化量分析
        3.4.1 彈性系數(shù)與力的測量
        3.4.2 執(zhí)行器長度變化量與內(nèi)部氣體壓力模型
    3.5 小結(jié)
4 柔性機(jī)械手臂實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建與仿真實(shí)驗(yàn)
    4.1 控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        4.1.1 氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì)與元件選型
        4.1.2 電路的設(shè)計(jì)與元件選型
    4.2 柔性機(jī)械手臂控制程序
        4.2.1 單級(jí)執(zhí)行器組控制程序
        4.2.2 柔性機(jī)械手臂控制程序
    4.3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建
        4.3.1 末端手爪的裝配
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)
    4.4 柔性機(jī)械手臂的仿真與實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 彈性體執(zhí)行器仿真與實(shí)驗(yàn)
        4.4.2 單級(jí)執(zhí)行器組仿真與實(shí)驗(yàn)
        4.4.3 柔性機(jī)械手臂仿真與實(shí)驗(yàn)
    4.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果



本文編號(hào)：3745141