单闭链空间6R地面移动机构的研究
发布时间：2020-05-08 14:54
【摘要】：本课题研究对象为单闭链6R移动机构,基于单闭链运动链构型综合方法,提出了多个原理单闭链6R机构。选取不同约束条件下的单闭链6R机构进行理论研究分析,将原理机构用于移动机构本体,进行移动步态规划、越障仿真分析以及样机实验验证。(1)基于单闭链构型综合的方法,对单闭链6R机构进行构型综合。仅考虑约束力和约束力偶的作用,基于螺旋理论得出不同约束条件下,R副轴线布置的情况,从而得出多种单闭链6R机构构型,并将典型过约束6R机构进行归纳分类。(2)选取仅受一个约束力偶作用的机构作为研究对象,基于单闭链变化矩阵、SVD分解和螺旋理论等方法研究分析原理机构的运动学、自由度和奇异位置。根据机构运动学,将原理机构作为单模式移动6R机构的本体,通过Adams仿真得出移动机构仅存在一种类蠕动移动模式,分析机构步长、越障和折展特性,样机实验验证了理论分析的正确性和概念的可行性。(3)选取受两个约束力作用的机构作为研究对象,研究分析原理机构的运动学、自由度和奇异位置。根据运动学关系、奇异位置和自由度分析确定了移动机构电机数量,将原理机构作为双模式移动6R机构的本体并进行移动步态规划,通过Adams仿真得出双模式移动6R机构存在类蠕动和转向两种移动模式,分析其移动步长、转向角度、折展和越障性能,样机实验验证了理论分析的正确性和概念的可行性。(4)选取受一个约束力和一个约束力偶作用的机构作为研究对象,研究仿真分析其运动学、自由度和奇异位置移动步态。将原理机构作为三模式移动6R机构的本体并进行移动步态规划,该移动机构存在三种移动模式,类蠕动模式和两种转向移动模式,分析其移动、折展和越障性能,样机实验验证了理论分析的正确性和概念的可行性。(5)选取两个受多个约束力和多个约束力偶作用的机构作为研究对象,研究并仿真分析其自由度和移动步态,该移动机构存在多种移动模式,分析其移动和越障性能。对比所有提出移动机构,分析其优缺点。
【图文】：
机器人被广泛的应用在各个研宄领域中，提高了工作效率和改善了产业结构。逡逑其中，移动机器人在军事侦察、扫雷排险等军事领域以及工厂自动化、民用领中都有广阔的应用并起到关键作用。考虑到改善机构动力性能和增加刚度等因素，，逡逑在实际应用过程中，常常在机器人机构中加入闭链连杆机构，以此来提高了移机器人的性能。逡逑本文以单闭链６Ｒ机构作为基础研究构型，分析运动学，将单闭链机构作为移逡逑动机器人本体，将单闭链连杆机构应用到移动机器人领域不仅为单闭链连杆机构逡逑的应用提供新思路，而且为移动机构的设计提供新构型方案。下面分别从闭链器人和单闭链机构的研宄概况进行介绍。逡逑１．１闭链移动机器人的研究概况逡逑闭链连杆机构结构设计精巧、运动灵活巧妙、环境适应能力强。闭链机构分逡逑为单闭链和多闭链机构。多闭链机构包含多面体机构和并联机构，两者结构属于逡逑空间多闭链多自由度机构［１］。以下分别从多面体机构、并联机构和单闭链机构个方面依次介绍闭链移动机器人的研究概况。逦逡逑
逑代机器人同样采用十二重四面体的构形，己能自主实现简单的翻滚动作［２４］。逡逑秦俊杰等［５］提出了一种基于四面体可变形移动机器人，如图１－２邋（ａ）所示，逡逑该机器人由四个顶点和六条ＵＲＵ支链组成，其中构成每条支链的两杆通过转动副逡逑连接。四面体可变形移动机构通过对六条支链中间的转动副的协调控制，机构可逡逑实现翻滚移动。王志瑞等［６］提出了一种由六条ＲＲＲ支链以及四个顶点构件构成的逡逑冗余驱动四面体移动机器人，如图１－２邋（ｂ）所示，机器人整体形状为正四面体，逡逑以翻滚步态可以覆盖任意目标点，移动轨迹为正三角形。全转动副设计可提高四逡逑面体机器人实用性，少自由度冗余驱动设计可增加机器人系统可靠性。逡逑人％看逡逑＂＂＂＂Ｊｃｍ＾ｍ逦？}焯寤魅搜义义希ǎ幔┛杀湫我贫魅耍郏担蒎危ǎ猓┤哂嗲拿嫣逡贫魅耍郏叮蒎义希ǎ幔╁澹铃澹簦澹簦颍幔瑁澹洌颍幔戾澹洌澹妫铮颍恚幔猓欤邋澹恚铮猓椋欤邋澹恚澹悖瑁幔睿椋螅恚保担卞澹ǎ猓╁澹遥澹洌酰睿洌幔睿翦澹簦澹簦颍幔瑁澹洌颍铮铄澹恚铮猓椋欤邋澹颍铮猓铮簦郏叮卞义贤迹保菜拿嫣逖ュ义希疲椋纾澹保插澹裕澹簦颍幔瑁澹洌颍幔戾澹穑颍铮簦铮簦穑邋澹郏担叮蒎义隙嗝嫣逡贫魅送ü谋渥陨硇翁沟没魅酥匦钠胛榷ㄇ佣义仙赶蚱敕较虻脑硕俊６⒘贫魅送üㄆ教ê投教ǖ南喽栽硕靛义舷忠贫
本文编号：2654826
【图文】：
机器人被广泛的应用在各个研宄领域中，提高了工作效率和改善了产业结构。逡逑其中，移动机器人在军事侦察、扫雷排险等军事领域以及工厂自动化、民用领中都有广阔的应用并起到关键作用。考虑到改善机构动力性能和增加刚度等因素，，逡逑在实际应用过程中，常常在机器人机构中加入闭链连杆机构，以此来提高了移机器人的性能。逡逑本文以单闭链６Ｒ机构作为基础研究构型，分析运动学，将单闭链机构作为移逡逑动机器人本体，将单闭链连杆机构应用到移动机器人领域不仅为单闭链连杆机构逡逑的应用提供新思路，而且为移动机构的设计提供新构型方案。下面分别从闭链器人和单闭链机构的研宄概况进行介绍。逡逑１．１闭链移动机器人的研究概况逡逑闭链连杆机构结构设计精巧、运动灵活巧妙、环境适应能力强。闭链机构分逡逑为单闭链和多闭链机构。多闭链机构包含多面体机构和并联机构，两者结构属于逡逑空间多闭链多自由度机构［１］。以下分别从多面体机构、并联机构和单闭链机构个方面依次介绍闭链移动机器人的研究概况。逦逡逑
逑代机器人同样采用十二重四面体的构形，己能自主实现简单的翻滚动作［２４］。逡逑秦俊杰等［５］提出了一种基于四面体可变形移动机器人，如图１－２邋（ａ）所示，逡逑该机器人由四个顶点和六条ＵＲＵ支链组成，其中构成每条支链的两杆通过转动副逡逑连接。四面体可变形移动机构通过对六条支链中间的转动副的协调控制，机构可逡逑实现翻滚移动。王志瑞等［６］提出了一种由六条ＲＲＲ支链以及四个顶点构件构成的逡逑冗余驱动四面体移动机器人，如图１－２邋（ｂ）所示，机器人整体形状为正四面体，逡逑以翻滚步态可以覆盖任意目标点，移动轨迹为正三角形。全转动副设计可提高四逡逑面体机器人实用性，少自由度冗余驱动设计可增加机器人系统可靠性。逡逑人％看逡逑＂＂＂＂Ｊｃｍ＾ｍ逦？}焯寤魅搜义义希ǎ幔┛杀湫我贫魅耍郏担蒎危ǎ猓┤哂嗲拿嫣逡贫魅耍郏叮蒎义希ǎ幔╁澹铃澹簦澹簦颍幔瑁澹洌颍幔戾澹洌澹妫铮颍恚幔猓欤邋澹恚铮猓椋欤邋澹恚澹悖瑁幔睿椋螅恚保担卞澹ǎ猓╁澹遥澹洌酰睿洌幔睿翦澹簦澹簦颍幔瑁澹洌颍铮铄澹恚铮猓椋欤邋澹颍铮猓铮簦郏叮卞义贤迹保菜拿嫣逖ュ义希疲椋纾澹保插澹裕澹簦颍幔瑁澹洌颍幔戾澹穑颍铮簦铮簦穑邋澹郏担叮蒎义隙嗝嫣逡贫魅送ü谋渥陨硇翁沟没魅酥匦钠胛榷ㄇ佣义仙赶蚱敕较虻脑硕俊６⒘贫魅送üㄆ教ê投教ǖ南喽栽硕靛义舷忠贫
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