仿生軟體攀爬機(jī)器人是當(dāng)下機(jī)器人領(lǐng)域一個(gè)重要發(fā)展方向,在危險(xiǎn)探測(cè)、偵察搜救、農(nóng)業(yè)采摘等領(lǐng)域中具有極大的應(yīng)用價(jià)值,而末端夾持器是攀爬機(jī)器人的關(guān)鍵部件。本文研制了一種用于仿生軟體攀爬機(jī)器人的鉤爪式仿生柔性末端夾持器,并且分析了其附著機(jī)理,最后,對(duì)其附著性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于尺蠖,通過(guò)分析尺蠖足部鉤爪的夾持機(jī)理,設(shè)計(jì)并制備了一種仿尺蠖鉤爪的柔性末端夾持器。首先,考慮附著的適應(yīng)性、可靠性以及夾持參數(shù)對(duì)二者的影響,進(jìn)行了第一代多驅(qū)動(dòng)多爪夾持器的方案設(shè)計(jì);然后,經(jīng)過(guò)方案論證和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,確定了第二代單驅(qū)動(dòng)器三爪柔性末端夾持器的設(shè)計(jì)方案。兩代夾持器均利用智能材料SMA(形狀記憶合金)彈簧作為驅(qū)動(dòng)裝置,并采用欠驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)被動(dòng)的適應(yīng)性附著。本文隨后對(duì)第二代夾持器方案的整體模型及零部件設(shè)計(jì)、材料選型、制備過(guò)程和加工工藝進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。最后,針對(duì)設(shè)計(jì)研制的鉤爪式仿生柔性?shī)A持器,建立了力學(xué)模型并進(jìn)行可靠性分析,完成了夾持力、夾持適應(yīng)性和夾持負(fù)載能力的實(shí)驗(yàn),所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果驗(yàn)證了所研制的鉤爪式仿生柔性?shī)A持器的合理性及可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,第一代多驅(qū)動(dòng)多爪夾持器最大能產(chǎn)生9.1N的夾持...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２仿生壁虎機(jī)器人［９＿１１］??

仿昆蟲的爪刺附著方式也被研宄者普遍用于攀爬機(jī)器人中。??從２００７年起，Ｍｉｃｈａｅｌ?Ｐ．?Ｍｕｒｐｈｙ等研宄者使用彈性吸附材料，先后研制了?Ｗａａｌｂｏｔ??和Ｗａａｌｂｏｔｌｌ機(jī)器人＿?（圖１－１）。將彈性材料涂在機(jī)器人末端，機(jī)器人就能夠在光滑??壁面上進(jìn)行任意方向的移動(dòng)和....

圖１－１?Ｗａａｌｂｏｔ爬壁機(jī)器人和吸附模塊［７＿８］??

仿昆蟲的爪刺附著方式也被研宄者普遍用于攀爬機(jī)器人中。??從２００７年起，Ｍｉｃｈａｅｌ?Ｐ．?Ｍｕｒｐｈｙ等研宄者使用彈性吸附材料，先后研制了?Ｗａａｌｂｏｔ??和Ｗａａｌｂｏｔｌｌ機(jī)器人＿?（圖１－１）。將彈性材料涂在機(jī)器人末端，機(jī)器人就能夠在光滑??壁面上進(jìn)行任意方向的移動(dòng)和....

圖１－３仿尺蠖軟體攀爬機(jī)器人??．－ｒｍ－

并進(jìn)行了真空吸附模塊電磁吸附模塊＿，雙手爪末端夾持模塊等［２ｓ－ｗ??一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)研宄，而且不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，取得了很大的進(jìn)展；同時(shí)，??微型氣動(dòng)軟體攀爬機(jī)器人Ｍ也取得了一些成就（圖１－４）。??ａ）吸盤式爬壁機(jī)器人和真空吸附模塊ｂ）電磁吸附模塊＿??３??

圖１－４仿尺蠖攀爬機(jī)器人??

?ｄ）粘附足墊結(jié)構(gòu)實(shí)物＿?ｅ）濕粘附材料＿??圖１－５仿生粘附材料和結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１－５?Ｂｉｏｎｉｃ?ａｄｈｅｓｉｖｅ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ??總結(jié)：對(duì)于真空吸附、磁吸附、材料吸附以及剛性?shī)A持器等，國(guó)內(nèi)外很多研宄者??做了大量工作，取得了非常不錯(cuò)....

本文編號(hào)：4058753