從軟體動物和柔軟器官獲得靈感的仿生軟體機器人已經獲得了研究者的大量關注。與剛體機器人相比,軟體機器人由于使用柔軟、具有彈性的材料制作,擁有了更好的變形能力、環(huán)境適應能力和交互安全性,能夠非常靈活地運動和操作,非常適合在一些動態(tài)的、不確定的和非結構化的環(huán)境中應用,例如醫(yī)療手術、災難救援、軍事偵察和科學探索。受到章魚和象鼻啟發(fā),本文研究的軟體機器人是用硅膠制成的,參考肌肉收縮方式,機器人內部嵌入四根拉線,拉線與在末端的圓環(huán)相連,通過舵機改變拉線長度使得末端受力,從而使軟體機器人變形,同時,還在軟體機器人末端嵌入了一個相機和一個距離傳感器。如何利用軟體機器人的變形能力完成特定的任務（例如心臟消融手術）是具有挑戰(zhàn)性的工作。在軟體機器人行進過程中,為了能夠控制機器人來躲避環(huán)境中的障礙物,本文提出了一種軟體機器人三維形狀控制算法。通過假設軟體機器人中心線具有常曲率和撓率,定義了機器人的三維形狀參數,即曲率、撓率和偏轉角。利用圓柱螺旋線方程來描述機器人形狀,獲得了驅動拉線長度和形狀參數之間的函數關系,并推導獲得了能表示拉線長度變化速率和形狀參數變化速率之間關系的雅可比矩陣。根據該雅可比矩陣設計了形狀... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

軟體機器人Fig1-1Softrobotics但是其材料柔軟特性帶來運動靈活性的同時，也使得建模和控制上必須考慮

圖 1-2 仿生魚形機器人[37]Fig 1-2 Biomimetic fish-like robot[37]anzani[38]等人設計了一種由兩個氣動模塊組成的軟體機器人，如圖 1-塊內部有三個氣囊通道和硬度控制通道，因此，該氣動軟體機器人形能力和剛度調節(jié)能力，機器人每一個模塊的偏轉角、曲率和弧長

圖 1-3 氣動軟體操作臂[38]Fig 1-3 Pneumatic soft manipulator[38]odage[39]等人設計了一種由液壓肌肉驅動的機器人，如圖 1-4 所示，段組成，每一段的形狀定被定義為曲率半徑、曲率角和偏轉角，并

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于離子液體聚合物凝膠的新型柔性驅動器[J]. 何斌,唐海峰.  中國科技信息. 2014(06)
[2]形狀記憶合金絲驅動的仿生墨魚水下機器人的原型設計[J]. 高飛,王玉魁,王振龍,王揚威,李健.  機器人. 2013(03)
[3]心臟動脈旁路手術中手術輔助機器人的模型跟隨控制[J]. 梁帆,孟曉風,董登峰.  光學精密工程. 2012(01)
[4]新型智能材料:電活性聚合物的研究狀況[J]. 黨智敏,王嵐,王海燕.  功能材料. 2005(07)

碩士論文
[1]柔性機械臂的運動學和動力學建模及視覺伺服控制[D]. 俞曉瑾.上海交通大學 2013



本文編號：3411130