可折叠地面移动连杆机构的研究

发布时间：2017-05-29 07:08

  本文关键词：可折叠地面移动连杆机构的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文将折叠缩放技术应用于地面移动连杆机构的设计中,利用缩放和折叠的变形特点,使其便于运输、存放和隐蔽,同时增加移动方式和增强移动性能。 首先,通过对经典缩放单元结构特点的归纳,构造了三种缩放折叠机构：(1)基于纯移动副平面缩放机构,构造了单自由度的多面体缩放机构；(2)基于3个Bricard机构,提出了一种能实现平面三角形和空间四面体间相互转变的纯转动副折叠机构；(3)利用多层折叠技术,设计了一种可以通过平面拓展增加缩放比的折叠板机构。 其次,将平面缩放折叠机构应用于设计地面移动机器人。利用纯移动副缩放技术,提出一种曲柄滑块机构驱动的变径车轮,实现轮径和轮距的同时变化,增强了越障和避障的能力；通过两个平行四边形机构的连接,组成一种六边形滚动机构,并利用剪叉式缩放机构,对其每个杆件进行替换,使六边形滚动机构整体可缩放且滚动步长可变。 最后,基于平行四边形缩放折叠技术设计了一种可折叠双三角锥滚动机构。在展开状态下的双三角锥通过三个驱动进行翻滚和转向,在折叠状态下的椭球体通过两个同步驱动带动偏心块实现滚动,并通过单自由度控制实现状态间的转换。同时,进一步应用平行四边形缩放折叠技术提出一种可变自由度的折叠3-RSR滚动机构。在折叠模式,仅需要一个自由度即可实现折叠功能；在移动模式,能够通过三个自由度实现直行和转向。 本文探索性地研究了增强移动机构变形能力和移动能力的技术方法,用以提高机器人的环境适应性,尤其对于星球探测器在发射时的大折叠比需求,以及军用机器人在工作时的高隐蔽性需求具有潜在的应用前景。
【关键词】：空间连杆机构 移动机构 缩放机构 变形机器人
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH112;TP242
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目录9-11
• 第一章 绪论11-29
• 1.1 引言11
• 1.2 地面移动机器人研究现状11-19
• 1.2.1 轮式移动机器人的研究现状11-14
• 1.2.2 履带式移动机器人的研究现状14-16
• 1.2.3 足式移动机器人的研究现状16
• 1.2.4 连杆式机器人的研究现状16-19
• 1.3 缩放折叠机构研究现状19-25
• 1.3.1 纯转动副缩放折叠机构19-23
• 1.3.2 纯移动副缩放折叠机构23
• 1.3.3 其他缩放折叠机构23-25
• 1.4 研究意义和目标25
• 1.4.1 研究意义25
• 1.4.2 研究目标25
• 1.5 研究内容和工作安排25-27
• 1.5.1 研究内容25-26
• 1.5.2 工作安排26
• 1.5.3 章节内容安排26-27
• 1.6 本章小结27-29
• 第二章 缩放折叠机构的技术基础研究29-43
• 2.1 纯移动副缩放机构29-31
• 2.2 纯转动副变形机构31
• 2.3 基于曲柄摇块的折叠机构31-33
• 2.4 变径车轮的构造与空间拓展33-36
• 2.4.1 变径车轮的构造33-35
• 2.4.2 变径车轮的空间拓展35-36
• 2.5 六边形滚动机构的构造与空间拓展36-41
• 2.5.1 六边形滚动机构的构造36-39
• 2.5.2 变步长六边形滚动机构39-41
• 2.6 本章小结41-43
• 第三章 可折叠双三角锥滚动机构43-67
• 3.1 折叠方案的设计与选择43-45
• 3.2 可折叠双三角锥滚动机构的设计与分析45-60
• 3.2.1 机构组成45-46
• 3.2.2 自由度分析46-48
• 3.2.3 伸缩比计算48-49
• 3.2.4 运动学分析49-51
• 3.2.5 移动能力分析51-58
• 3.2.6 步态规划58-60
• 3.3 转向技术研究60-65
• 3.3.1 转向控制方案的分析60-62
• 3.3.2 仿真与原理样机验证62-65
• 3.4 本章小结65-67
• 第四章 可折叠3-RSR滚动机构67-77
• 4.1 基于3-RSR的滚动机构67-68
• 4.2 可折叠3-RSR滚动机构的设计与分析68-74
• 4.2.1 机构组成68
• 4.2.2 自由度分析68-70
• 4.2.3 驱动方案设计70-71
• 4.2.4 折叠模式与移动模式分析71-73
• 4.2.5 原理样机验证73-74
• 4.3 可折叠双八面体滚动机构74-75
• 4.4 本章小结75-77
• 第五章 总结与展望77-79
• 5.1 全文总结77-78
• 5.2 研究展望78-79
• 参考文献79-83
• 作者简历83-87
• 学位论文数据集87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 赵希庆;尚建忠;罗自荣;谢惠祥;;四连杆变形履带式机器人的越障性能分析[J];机械设计与研究;2009年06期

2 孙刚;高峰;孙鹏;;可变直径轮月球探测车及其越障能力分析[J];机械设计;2008年05期

3 李端玲,戴建生,张启先,金国光;一种变胞机构——魔术花球的自由度分析[J];机械工程学报;2002年09期

4 廖启征,李端玲;平面图形放缩机构[J];机械工程学报;2005年08期

5 田耀斌;郭一竹;刘长焕;姚燕安;;单自由度概率翻转移动连杆机构[J];机械工程学报;2011年03期

6 郝艳玲;刘长焕;谢基龙;姚燕安;;一种空间正交四边形滚动机器人[J];上海交通大学学报;2012年06期

  本文关键词：可折叠地面移动连杆机构的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：404393