近年來,隨著機器人技術(shù)的發(fā)展,各種新型機器人不斷涌現(xiàn),而具有柔軟靈活特點的柔性連續(xù)型機器人的應(yīng)用引起人們極大的關(guān)注。柔性連續(xù)型機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現(xiàn)動作,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)型機器人的結(jié)構(gòu)與材料,分析并建立柔性連續(xù)型機器人的運動學(xué)模型以精確的控制柔性連續(xù)型機器人的運動具有重要的意義。本文主要針對一種利用壓縮氣體驅(qū)動、基于彈性橡膠波紋管設(shè)計并制造裝配而成的柔性機械手臂進行研究,主要工作內(nèi)容如下:(1)基于人機安全合作時對機器人高安全性的要求,確定柔性機械手臂的驅(qū)動方案為使用壓縮氣體驅(qū)動,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)裝配為柔性機械手臂,動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,實現(xiàn)柔性機械手臂的姿態(tài)改變與動作。(2)采用機器人的D-H法與幾何法,建立柔性機械手臂執(zhí)行器組的運動學(xué)模型,解決如何計算執(zhí)行器組到達目標(biāo)位置所需的各執(zhí)行器內(nèi)部氣體壓力的問題。在執(zhí)行器組的逆運動學(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 柔性機械手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.1 彈性體執(zhí)行器的設(shè)計
    2.2 執(zhí)行器連接件的設(shè)計與制造
        2.2.1 執(zhí)行器端蓋的設(shè)計與制造
        2.2.2 執(zhí)行器連接板的設(shè)計與制造
        2.2.3 執(zhí)行器保持架的設(shè)計與制造
        2.2.4 執(zhí)行器組間連接端蓋的設(shè)計與制造
    2.3 柔性機械手臂的裝配
        2.3.1 彈性體執(zhí)行器的裝配
        2.3.2 單級執(zhí)行器組的裝配
        2.3.3 多級執(zhí)行器組的裝配
    2.4 小結(jié)
3 柔性機械手臂關(guān)節(jié)的特性研究
    3.1 執(zhí)行器組D-H法運動學(xué)分析
        3.1.1 D-H法正向運動學(xué)分析
        3.1.2 D-H法逆向運動學(xué)分析
    3.2 執(zhí)行器組幾何法運動學(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)行器長度正向運算
        3.3.2 中心圓弧參數(shù)與執(zhí)行器長度逆向運算
    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 柔性機械手臂實驗臺的搭建與仿真實驗
    4.1 控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計
        4.1.1 氣動回路的設(shè)計與元件選型
        4.1.2 電路的設(shè)計與元件選型
    4.2 柔性機械手臂控制程序
        4.2.1 單級執(zhí)行器組控制程序
        4.2.2 柔性機械手臂控制程序
    4.3 實驗臺的搭建
        4.3.1 末端手爪的裝配
        4.3.2 實驗臺的設(shè)計
    4.4 柔性機械手臂的仿真與實驗
        4.4.1 彈性體執(zhí)行器仿真與實驗
        4.4.2 單級執(zhí)行器組仿真與實驗
        4.4.3 柔性機械手臂仿真與實驗
    4.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
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：3745141