仿生机械壁虎、腱（柔索）驱动的理论研究及初步应用

  本文关键词：绿色产品评价理论方法研究及其在地面仿生机械中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

《南京航空航天大学》 2004年

仿生机械壁虎、腱（柔索）驱动的理论研究及初步应用

刘树青  

【摘要】： 目前，壁面移动式机器人的吸附方式可以归纳为两种：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。磁吸附只适用于导磁性壁面。所以，开发能够稳定吸附于各种表面并能灵活移动作业的壁面机器人是十分必要、也是迫切需要的研究课题。壁虎能在光滑的墙壁上行走自如，甚至能贴在天花板上，因此研究壁虎的运动机能和器官结构、研制仿生机械壁虎具有非常重要的意义。 为了掌握仿生机械壁虎的整体性能，需要事先进行电子样机的研究。为此本文建立了机械壁虎的多体系统模型，对该系统的运动学和动力学进行分析，得到了带闭环的多体系统动力学模型，，为机械壁虎的物理样机制造和控制运行提供了坚实的理论基础；仿生机械壁虎能否稳定吸附是一个非常重要的问题，本文通过类比机器人抓取，研究了机械壁虎的吸附，运用旋量理论对机械壁虎进行静力学分析，对其平衡条件作出了判断；传统的机械臂是将驱动器安装于关节轴线上，使得机械臂的惯量大大增加，机器的动态性能欠佳，腱(柔索)允许将驱动器放置在基础上，把运动传递到关节处，从而可以减轻运动部件的重量和尺寸，另外从仿生的角度看，腱(柔索)驱动更接近于生物通过肌肉传递力和运动的方式，为此本文进一步对腱(柔索)驱动机构在仿生机械手臂中的应用进行了研究分析，获得了一种腱(柔索)驱动机构的位置分析和受力分析。腱(柔索)驱动机构具有广泛的应用前景，本文对其在其他领域的研究和应用情况进行了叙述，以在风洞中的应用为例，给出了一类腱(柔索)驱动机构的构型设计，创造性地运用正交补的方法分析了其工作空间，并研究了柔索受力、刚度条件及误差补偿的方法，为柔索驱动并联机构在风洞中的应用打下了基础。

【关键词】：
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TB18
【目录】：

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