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(chǔ),對軟體機器人結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新設(shè)計,提出了用于抓取的柔順導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和新型抓取方法,設(shè)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(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計、抓取模型建立、樣機的研制及相關(guān)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(shè)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(jié)構(gòu)特點和運動規(guī)律,進行模擬人體食道結(jié)構(gòu)的仿生設(shè)計,創(chuàng)新性地提出了雙層封閉氣囊的柔順導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。并針對該軟體結(jié)構(gòu)設(shè)計了兩種不同驅(qū)動的抓持裝置并進行優(yōu)選分析。結(jié)合氣動軟體抓持和剛性驅(qū)動部件,采用剛?cè)狁詈辖Y(jié)構(gòu)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(shè)計方案,并利用三維軟件對其進行相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計。然后,從其核心部件柔順導(dǎo)向結(jié)構(gòu)入手,基于等圓弧理論,對軟體柔順導(dǎo)向體的抓取力學(xué)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(jié)構(gòu)特點,對驅(qū)動力及驅(qū)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(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)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(nèi)容
第2章 仿生機理及結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計
        2.3.1 大負載軟體抓持裝置設(shè)計要求
        2.3.2 模擬食道擠壓作用的軟體抓持裝置方案設(shè)計
        2.3.3 模擬食道吞食原理的軟體抓持裝置方案設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.4.1 氣囊組件結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.4.2 驅(qū)動結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)件設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
第3章 軟體抓持裝置靜力學(xué)特性分析
    3.1 引言
    3.2 柔順導(dǎo)向體驅(qū)動力分析
    3.3 柔順導(dǎo)向結(jié)構(gòu)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(jié)
第4章 樣機研制與控制系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 柔順導(dǎo)向體加工工藝研究
        4.2.1 柔順導(dǎo)向體模具設(shè)計
        4.2.2 硅膠澆注過程
    4.3 樣機的組裝其他結(jié)構(gòu)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(jié)
第5章 實驗平臺搭建和相關(guān)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(dǎo)向體拉脫力實驗
        5.2.2 增長形柔順導(dǎo)向體拉脫力實驗
    5.3 異形物抓取實驗
    5.4 以水為介質(zhì)的柔順導(dǎo)向體抓取性能實驗
    5.5 柔順導(dǎo)向體抗沖擊實驗
    5.6 驅(qū)動力對照實驗
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]一種基于蜂巢氣動網(wǎng)絡(luò)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