气动人工肌肉驱动的六自由度运动系统的研制
发布时间：2021-09-17 18:06
随着社会经济水平的快速发展,行车高速化、车辆密集化、轿车家庭化和驾驶员非职业化在我国已成为必然趋势。这些发展给人们的生活带来巨大改变的同时,各种不可避免的问题也随之而来。车辆驾驶模拟器是一种能够较为逼真的模拟车辆实际运行状况从而获得接近实车驾驶感受的仿真设备,具有便捷、安全、经济、节能、环保等优点。运动系统是车辆驾驶模拟器提高逼真感、避免驾驶员视觉和体感脱节的最必不可少的组成部分。本文以降低研制成本为前提,以搭建出能够为驾驶者提供逼真驾驶感受的运动系统为目的,从结构设计、算法开发、样机搭建、实验分析这四个方面出发,对该运动系统进行研制。首先,出于降低研制成本的考虑,选择以结构简单、安全清洁、经济环保的气动人工肌肉作为运动系统的驱动元件,以典型的Stewart并联机构作为运动系统六自由运动的实现结构。其次,由于Stewart并联机构的结构参数将直接影响气动人工肌肉的工作范围和系统的运动性能,并对开发成本起决定性作用,因此,对并联机构的结构参数以提高气动人工肌肉的工作性能为目的进行了优化设计。同时,气动人工肌肉由于空气的可压缩性、橡胶筒的弹性和摩擦而具有的较强非线性,对运动系统的工作性能有...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高端驾驶模拟器
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文中端驾驶模拟器（图 1-3）主要用于娱乐休闲，由虚拟视景系统和方向盘等驾驶操作设备组成，可以通过视觉、听觉、触觉向驾驶员大脑反应游戏情节中的车辆运动状态，但通常不具备运动模拟装置，无法为驾驶员提供动态体感。随着计算机数据处理能力的增强和电子游戏行业的快速发展，使得大量娱乐型驾驶模拟器的使用者对虚拟驾驶逼真度的要求越来越高，因此越来越多具有运动系统、画面华丽、功能丰富、可以提供逼真驾驶感受，但价格较高的中端娱乐型驾驶模拟器出现在市面上。低端驾驶模拟器（图 1-4）主要应用于道路安全教育和驾驶技能、交通法规的学习。在接触实车前，利用模拟器进行训练，可以帮助学习者克服恐惧心理、消除紧张感、提高训练效率；同时可以在安全环境下模拟车辆驾驶过程中会遇到的各种困难情形，训练驾驶员的危机处理能力。使用低端车辆驾驶模拟器与使用实车学习驾驶相比具有经济、节能、安全、不受场地和气象条件限制等突出优点，但低端车辆驾驶模拟器通常不具备运动模拟系统、结构简单、功能单一、画面粗糙、驾驶真实感差、易使驾驶员产生眩晕感。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文中端驾驶模拟器（图 1-3）主要用于娱乐休闲，由虚拟视景系统和方向盘等驾驶操作设备组成，可以通过视觉、听觉、触觉向驾驶员大脑反应游戏情节中的车辆运动状态，但通常不具备运动模拟装置，无法为驾驶员提供动态体感。随着计算机数据处理能力的增强和电子游戏行业的快速发展，使得大量娱乐型驾驶模拟器的使用者对虚拟驾驶逼真度的要求越来越高，因此越来越多具有运动系统、画面华丽、功能丰富、可以提供逼真驾驶感受，但价格较高的中端娱乐型驾驶模拟器出现在市面上。低端驾驶模拟器（图 1-4）主要应用于道路安全教育和驾驶技能、交通法规的学习。在接触实车前，利用模拟器进行训练，可以帮助学习者克服恐惧心理、消除紧张感、提高训练效率；同时可以在安全环境下模拟车辆驾驶过程中会遇到的各种困难情形，训练驾驶员的危机处理能力。使用低端车辆驾驶模拟器与使用实车学习驾驶相比具有经济、节能、安全、不受场地和气象条件限制等突出优点，但低端车辆驾驶模拟器通常不具备运动模拟系统、结构简单、功能单一、画面粗糙、驾驶真实感差、易使驾驶员产生眩晕感。
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车驾驶模拟器在交通安全中的应用综述[J]. 吴晓瑞,吴志周. 交通信息与安全. 2015(02)
[2]基于KANE方法的并联六自由度机构的动力学计算[J]. 赵海峰,蹇开林. 计算力学学报. 2011(S1)
[3]六自由度运动平台位置反解的建模与仿真研究[J]. 晁智强,郭小牛,刘相波,韩寿松,李华莹. 流体传动与控制. 2010(06)
[4]并联机器人控制方法研究[J]. 赵东亚,邹涛. 组合机床与自动化加工技术. 2010(05)
[5]气动人工肌肉驱动器的动态跟随控制研究[J]. 刘吉轩,谢增. 流体传动与控制. 2010(02)
[6]气动人工肌肉的理想建模及仿真[J]. 张远深,刘明春,何再龙,赵娜,曾志钢. 机床与液压. 2009(04)
[7]驾驶模拟器现状及应用研究[J]. 王晶,刘小明,李德慧. 交通标准化. 2008(11)
[8]基于CMAC的气动人工肌肉变结构位置控制研究[J]. 杨钢,李宝仁. 机械工程学报. 2004(10)
[9]汽车驾驶模拟器研究现状与未来展望[J]. 范正伟,贺秀良,姜丁,唐静远. 汽车运用. 2004(10)
[10]气动人工肌肉系统建模与仿真[J]. 李宝仁,刘军,杨钢. 机械工程学报. 2003(07)
硕士论文
[1]McKibben气动人工肌肉的静态特性及预紧力研究[D]. 刘小华.兰州理工大学 2010
本文编号：3399241
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高端驾驶模拟器
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文中端驾驶模拟器（图 1-3）主要用于娱乐休闲，由虚拟视景系统和方向盘等驾驶操作设备组成，可以通过视觉、听觉、触觉向驾驶员大脑反应游戏情节中的车辆运动状态，但通常不具备运动模拟装置，无法为驾驶员提供动态体感。随着计算机数据处理能力的增强和电子游戏行业的快速发展，使得大量娱乐型驾驶模拟器的使用者对虚拟驾驶逼真度的要求越来越高，因此越来越多具有运动系统、画面华丽、功能丰富、可以提供逼真驾驶感受，但价格较高的中端娱乐型驾驶模拟器出现在市面上。低端驾驶模拟器（图 1-4）主要应用于道路安全教育和驾驶技能、交通法规的学习。在接触实车前，利用模拟器进行训练，可以帮助学习者克服恐惧心理、消除紧张感、提高训练效率；同时可以在安全环境下模拟车辆驾驶过程中会遇到的各种困难情形，训练驾驶员的危机处理能力。使用低端车辆驾驶模拟器与使用实车学习驾驶相比具有经济、节能、安全、不受场地和气象条件限制等突出优点，但低端车辆驾驶模拟器通常不具备运动模拟系统、结构简单、功能单一、画面粗糙、驾驶真实感差、易使驾驶员产生眩晕感。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文中端驾驶模拟器（图 1-3）主要用于娱乐休闲，由虚拟视景系统和方向盘等驾驶操作设备组成，可以通过视觉、听觉、触觉向驾驶员大脑反应游戏情节中的车辆运动状态，但通常不具备运动模拟装置，无法为驾驶员提供动态体感。随着计算机数据处理能力的增强和电子游戏行业的快速发展，使得大量娱乐型驾驶模拟器的使用者对虚拟驾驶逼真度的要求越来越高，因此越来越多具有运动系统、画面华丽、功能丰富、可以提供逼真驾驶感受，但价格较高的中端娱乐型驾驶模拟器出现在市面上。低端驾驶模拟器（图 1-4）主要应用于道路安全教育和驾驶技能、交通法规的学习。在接触实车前，利用模拟器进行训练，可以帮助学习者克服恐惧心理、消除紧张感、提高训练效率；同时可以在安全环境下模拟车辆驾驶过程中会遇到的各种困难情形，训练驾驶员的危机处理能力。使用低端车辆驾驶模拟器与使用实车学习驾驶相比具有经济、节能、安全、不受场地和气象条件限制等突出优点，但低端车辆驾驶模拟器通常不具备运动模拟系统、结构简单、功能单一、画面粗糙、驾驶真实感差、易使驾驶员产生眩晕感。
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车驾驶模拟器在交通安全中的应用综述[J]. 吴晓瑞,吴志周. 交通信息与安全. 2015(02)
[2]基于KANE方法的并联六自由度机构的动力学计算[J]. 赵海峰,蹇开林. 计算力学学报. 2011(S1)
[3]六自由度运动平台位置反解的建模与仿真研究[J]. 晁智强,郭小牛,刘相波,韩寿松,李华莹. 流体传动与控制. 2010(06)
[4]并联机器人控制方法研究[J]. 赵东亚,邹涛. 组合机床与自动化加工技术. 2010(05)
[5]气动人工肌肉驱动器的动态跟随控制研究[J]. 刘吉轩,谢增. 流体传动与控制. 2010(02)
[6]气动人工肌肉的理想建模及仿真[J]. 张远深,刘明春,何再龙,赵娜,曾志钢. 机床与液压. 2009(04)
[7]驾驶模拟器现状及应用研究[J]. 王晶,刘小明,李德慧. 交通标准化. 2008(11)
[8]基于CMAC的气动人工肌肉变结构位置控制研究[J]. 杨钢,李宝仁. 机械工程学报. 2004(10)
[9]汽车驾驶模拟器研究现状与未来展望[J]. 范正伟,贺秀良,姜丁,唐静远. 汽车运用. 2004(10)
[10]气动人工肌肉系统建模与仿真[J]. 李宝仁,刘军,杨钢. 机械工程学报. 2003(07)
硕士论文
[1]McKibben气动人工肌肉的静态特性及预紧力研究[D]. 刘小华.兰州理工大学 2010
本文编号：3399241
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