并聯(lián)機(jī)構(gòu)自提出以來已經(jīng)應(yīng)用在許多場合,然而在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中由于自身的奇異、關(guān)節(jié)誤差等因素使其應(yīng)用受到限制,并且在某些場合并不需要六個(gè)自由度,因此冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)和少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)越來越受到重視,本文針對一個(gè)由氣動人工肌肉驅(qū)動并帶彈性元件支撐的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),基于張力網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了一個(gè)新型的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu),該機(jī)構(gòu)可以對三個(gè)平移自由度進(jìn)行約束而僅具有三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度,與原來的結(jié)構(gòu)相比,在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中不會受到彈性支撐元件非線性彎矩的影響,除此之外,其可以作為一個(gè)關(guān)節(jié)拓展到串并聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式。本文首先針對文獻(xiàn)中某個(gè)冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的不足提出引入張力網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)方案,在將鋼絲繩作為等長約束的前提下,分析了張力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動與網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)分度圓相對大小和相對高度的關(guān)系,得出了在鋼絲繩剛度較大時(shí)整個(gè)機(jī)構(gòu)可以等效為定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的結(jié)論,在此基礎(chǔ)上以單自由度的運(yùn)動范圍為指標(biāo)基于張力網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了一個(gè)由八根氣動人工肌肉驅(qū)動的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu),并完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于結(jié)構(gòu)的限制不便安裝位移傳感器對氣動人工肌肉的位置進(jìn)行控制,因此提出采用查表插值和角度傳感器兩種姿態(tài)控制方案。在氣動人工肌肉方面,設(shè)計(jì)了其靜態(tài)特性測試的實(shí)驗(yàn)臺,在完成等壓和等長實(shí)...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及背景和意義
    1.2 冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)概述
        1.2.2 冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)
    1.3 氣動人工肌肉研究現(xiàn)狀
        1.3.1 氣動人工肌肉概述
        1.3.2 氣動人工肌肉模型和控制研究現(xiàn)狀
    1.4 張拉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.5 課題的主要研究內(nèi)容
第2章 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 基于張力網(wǎng)絡(luò)的方案設(shè)計(jì)
        2.2.1 張力網(wǎng)絡(luò)方案的提出
        2.2.2 張力網(wǎng)絡(luò)的旋轉(zhuǎn)中心
    2.3 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.1 影響張力網(wǎng)絡(luò)關(guān)節(jié)運(yùn)動范圍的因素
        2.3.2 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)與靜力學(xué)分析
        2.3.3 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
    2.4 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與氣動回路
    2.5 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的姿態(tài)控制方案
    2.6 本章小結(jié)
第3章 氣動人工肌肉的數(shù)學(xué)模型與位置控制
    3.1 引言
    3.2 氣動人工肌肉的工作原理和組成
    3.3 氣動人工肌肉的數(shù)學(xué)模型
    3.4 氣動人工肌肉的靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)
        3.4.1 氣動人工肌肉測試實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)
        3.4.2 氣動人工肌肉的等壓實(shí)驗(yàn)
        3.4.3 氣動人工肌肉的等長實(shí)驗(yàn)
    3.5 單根氣動人工肌肉的位置控制
        3.5.1 氣動人工肌肉工作特性表格
        3.5.2 氣動人工肌肉的位置控制實(shí)驗(yàn)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)等效轉(zhuǎn)動中心的驗(yàn)證
    4.1 引言
    4.2 等效轉(zhuǎn)動中心的驗(yàn)證方案
    4.3 單目視覺測量位姿原理
        4.3.1 攝像機(jī)的理想模型
        4.3.2 攝像機(jī)的標(biāo)定
        4.3.3 正交迭代算法
    4.4 人工標(biāo)靶的設(shè)計(jì)與圖像處理
        4.4.1 人工標(biāo)靶的設(shè)計(jì)
        4.4.2 圖像預(yù)處理
    4.5 等效中心驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)基本特性實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)與搭建
    5.3 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)位姿控制策略的比較
    5.4 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)位姿閉環(huán)實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)正弦跟蹤實(shí)驗(yàn)
    5.5 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的變剛度實(shí)驗(yàn)
    5.6 串并聯(lián)結(jié)構(gòu)搭建
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3773260