球形張拉整體結(jié)構(gòu)由6根桿、24根繩相互連接并形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu),其中繩只承受拉力,桿只承受壓力,其外觀近似球形,因此稱(chēng)球形張拉整體結(jié)構(gòu)。張拉整體結(jié)構(gòu)最初只是以雕塑的形式出現(xiàn)在藝術(shù)領(lǐng)域,后來(lái)逐漸形成一定的研究體系,更多的作為一種新型空間結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在建筑領(lǐng)域。20世紀(jì)末,研究者們將張拉整體結(jié)構(gòu)應(yīng)用至生物學(xué)領(lǐng)域并做出突出貢獻(xiàn)。近年來(lái)人們將張拉整體結(jié)構(gòu)應(yīng)用至機(jī)器人領(lǐng)域,通過(guò)對(duì)繩單元的長(zhǎng)度或力進(jìn)行控制,使整個(gè)結(jié)構(gòu)完成特定的運(yùn)動(dòng)。本課題以球形張拉整體機(jī)器人為主要研究對(duì)象,首先對(duì)其進(jìn)行找形,建立動(dòng)力學(xué)建模并完成機(jī)器人滾動(dòng)原理進(jìn)行分析。其次得出滾動(dòng)方向與繩單元長(zhǎng)度的關(guān)系,采用遺傳算法對(duì)機(jī)器人滾動(dòng)步態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。然后提出球形張拉整體機(jī)器人的“手動(dòng)”控制以及方向控制仿真,最后完成機(jī)器人樣機(jī)的制作以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文主要針對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行研究:本課題首先對(duì)球形張拉整體結(jié)構(gòu)的構(gòu)型進(jìn)行描述,通過(guò)對(duì)非線性方程組的求解完成整個(gè)結(jié)構(gòu)的找形。建立球形張拉整體機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型,采用重力矩作為機(jī)器人是否滾動(dòng)的靜態(tài)判斷方法。其次根據(jù)結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系將滾動(dòng)步態(tài)分類(lèi),得出不同步態(tài)的實(shí)現(xiàn)與繩單元長(zhǎng)度的關(guān)系。在不同繩單元驅(qū)動(dòng)數(shù)目的條件下采用遺傳...

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1早期張拉整體結(jié)構(gòu)

構(gòu)支撐、執(zhí)行器以及傳感器的特點(diǎn)和作用，與生物體有許多相似的特性以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著極其重要的研究?jī)r(jià)值以及研究前景，也從側(cè)面反映結(jié)構(gòu)的重要性。球形張拉整體機(jī)器人由連續(xù)的受拉的繩單元以及不連續(xù)的受壓的桿單統(tǒng)的輪式、足式機(jī)器人相比，具有結(jié)構(gòu)輕、柔性、緩沖碰撞沖擊、易于，存在巨大的潛在應(yīng)用價(jià)....

圖1-5SUPERBALL著陸、展開(kāi)示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文拉整體結(jié)構(gòu)的使用給機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了許多至關(guān)重要的優(yōu)勢(shì)對(duì)碰撞、沖擊或載荷完成緩沖，可根據(jù)其結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系重新分布力，人中是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。由于張拉整體結(jié)構(gòu)中桿、繩相互連接、相互作用件的損壞對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)影響并不大，使其具有一定的容錯(cuò)能力[14]。同一定的可....

圖1-7棱柱型張拉整體結(jié)構(gòu)找形示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文定形狀的結(jié)構(gòu)，平衡狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)中個(gè)構(gòu)件所并按照一定的方法確定整個(gè)結(jié)構(gòu)幾何形狀的體研究領(lǐng)域中比較成熟的研究方向，經(jīng)過(guò)幾，但總的來(lái)說(shuō)可分為三類(lèi)：第一類(lèi)是對(duì)于簡(jiǎn)衡位置。第二類(lèi)是模擬物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的方法果，如蒙特卡羅法、動(dòng)態(tài)松弛法、約束優(yōu)化立各個(gè)節(jié)點(diǎn)的力平衡方程....

圖5-1電機(jī)扭繩驅(qū)動(dòng)方式

體機(jī)器人負(fù)載能力有限，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能輕巧，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定驅(qū)動(dòng)方式以及電機(jī)安裝位置，此外連接，完成機(jī)器人連續(xù)滾動(dòng)程序的編寫(xiě)。人樣機(jī)設(shè)計(jì)體機(jī)器人由受拉的繩單元與受壓的桿單元相互連有一定的承載能力。當(dāng)負(fù)載加大時(shí)，為保持其結(jié)構(gòu)的剛度，此時(shí)機(jī)器人繩單元所提供的拉力需要增加無(wú)法提供足夠大的....

本文編號(hào)：4017411