仿象鼻混合关节连续型机器人的设计与分析

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现有的离散关节型机器人运动不够灵活,避开障碍物的能力不是很强,而新型的连续型机器人虽然能实现多变灵活的运动,但由于其自身结构的影响,其负载较小,运动范围有限。本文在分别对两种机器人进行研究的基础上,提出将两种关节型机器人结合的设想,并设计研究了这种混合关节连续型机器人。本文基于混合关节连续体机器人的空间结构的研究,设计了机器人的机械结构。完成了对机器人驱动控制的分析,以及运动学和动力学仿真分析。并在完成优化设计后制备了样机。论文的主要工作及贡献包括:1.重点分析了离散关节和连续关节的不同连接方式。通过对多种连接方式下运动空间的分析,确立了将离散关节轴心线与连续关节切向垂直连接,使机器人的运动空间得到很大扩展。2.通过对连续关节动力学仿真分析发现:重力对关节的控制存在影响。在相同条件下,有重力时的绳索拉力相对较高,无重力时连续关节的运动更加平稳。但由于重力对绳索拉力的影响不随弹性杆弯曲程度的变化而变化,故可提出简单的补偿方法抵消其影响。3.分析了混合关节连续体机器人线驱动的特点,对于机器人如何实现绳索控制进行了详细的分析计算,并提出了机器人的运动控制方法。本文最后进行了总结,分析了当前研究中存在的问题,并对下一步研究提出了建议和展望。
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