套索傳動(dòng)細(xì)長(zhǎng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與柔順控制研究.pdf

1、為了提高狹小空間進(jìn)行搜救行動(dòng)的效率，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)救援機(jī)器人開(kāi)展了大量的研究。本課題組在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一套細(xì)長(zhǎng)搜救機(jī)器人系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)在救援行動(dòng)中的軟操作，防止附加傷害必須要求執(zhí)行器末端帶有傳感器，這就給緊湊的頭部關(guān)節(jié)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了難度。本文正是為了解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一款新型的細(xì)長(zhǎng)機(jī)器人的末端執(zhí)行器。
　　傳統(tǒng)的剛性機(jī)構(gòu)由于尺寸的限制無(wú)法滿(mǎn)足搜救機(jī)器人的需求，加上剛性機(jī)構(gòu)帶來(lái)的安裝、摩擦以及間隙等問(wèn)題，

2、使得機(jī)器人難以完成高精度的運(yùn)動(dòng)控制。本文運(yùn)用柔順機(jī)構(gòu)學(xué)理論，創(chuàng)新了機(jī)器人末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用柔順機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)柔順鉸鏈處的彈性變形來(lái)測(cè)量關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了自傳感功能。整個(gè)末端執(zhí)行器由三種關(guān)節(jié)構(gòu)成，分別是:夾持關(guān)節(jié)、雙軸彎曲關(guān)節(jié)和繞軸心線(xiàn)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。選用電阻式應(yīng)變計(jì)作為敏感元件，采用常見(jiàn)的高精度儀表放大器來(lái)進(jìn)行信號(hào)采集，并進(jìn)行了關(guān)節(jié)的靜態(tài)參數(shù)標(biāo)定。
　　為了實(shí)現(xiàn)軟操作的目標(biāo)，本文針對(duì)夾持關(guān)節(jié)開(kāi)展了位移跟蹤控制