仿生機(jī)械壁虎、腱（柔索）驅(qū)動的理論研究及初步應(yīng)用.pdf

1、目前,壁面移動式機(jī)器人的吸附方式可以歸納為兩種:真空吸附和磁吸附.真空吸附要求壁面要有一定的光滑度,越障能力低.磁吸附只適用于導(dǎo)磁性壁面.所以,開發(fā)能夠穩(wěn)定吸附于各種表面并能靈活移動作業(yè)的壁面機(jī)器人是十分必要、也是迫切需要的研究課題.壁虎能在光滑的墻壁上行走自如,甚至能貼在天花板上,因此研究壁虎的運動機(jī)能和器官結(jié)構(gòu)、研制仿生機(jī)械壁虎具有非常重要的意義.為了掌握仿生機(jī)械壁虎的整體性能,需要事先進(jìn)行電子樣機(jī)的研究.為此該文建立了機(jī)械壁虎的多

2、體系統(tǒng)模型,對該系統(tǒng)的運動學(xué)和動力學(xué)進(jìn)行分析,得到了帶閉環(huán)的多體系統(tǒng)動力學(xué)模型,為機(jī)械壁虎的物理樣機(jī)制造和控制運行提供了堅實的理論基礎(chǔ);仿生機(jī)械壁虎能否穩(wěn)定吸附是一個非常重要的問題,該文通過類比機(jī)器人抓取,研究了機(jī)械壁虎的吸附,運用旋量理論對機(jī)械壁虎進(jìn)行靜力學(xué)分析,對其平衡條件作出了判斷;傳統(tǒng)的機(jī)械臂是將驅(qū)動器安裝于關(guān)節(jié)軸線上,使得機(jī)械臂的慣量大大增加,機(jī)器的動態(tài)性能欠佳,腱(柔索)允許將驅(qū)動器放置在基礎(chǔ)上,把運動傳遞到關(guān)節(jié)處,從而可以

3、減輕運動部件的重量和尺寸,另外從仿生的角度看,腱(柔索)驅(qū)動更接近于生物通過肌肉傳遞力和運動的方式,為此該文進(jìn)一步對腱(柔索)驅(qū)動機(jī)構(gòu)在仿生機(jī)械手臂中的應(yīng)用進(jìn)行了研究分析,獲得了一種腱(柔索)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的位置分析和受力分析.腱(柔索)驅(qū)動機(jī)構(gòu)具有廣泛的應(yīng)用前景,該文對其在其他領(lǐng)域的研究和應(yīng)用情況進(jìn)行了敘述,以在風(fēng)洞中的應(yīng)用為例,給出了一類腱(柔索)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計,創(chuàng)造性地運用正交補(bǔ)的方法分析了其工作空間,并研究了柔索受力、剛度條件及誤