超冗余仿生象鼻機(jī)器人工作空間分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、本文在國家自然科學(xué)基金的資助下，系統(tǒng)研究了一種超冗余仿生象鼻機(jī)器人的單元體運(yùn)動學(xué)逆解、工作空間、象鼻整體的實(shí)體樣機(jī)設(shè)計選型和虛擬樣機(jī)仿真等技術(shù)問題。論文取得了如下成果：
　　1.以超冗余仿生象鼻機(jī)器人構(gòu)成單元體——3UPS-PRU并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對象，研究其位置逆解、速度逆解、加速度逆解和躍度逆解；并根據(jù)給定末端參考點(diǎn)的運(yùn)動軌跡求出位置、速度、加速度和躍度隨時間的變化曲線。
　　2.研究象鼻機(jī)器人工作空間?；谙蟊菣C(jī)器人是由多

2、個理論模型相同的單元體構(gòu)成的特點(diǎn)，首先運(yùn)用通過位置逆解驗證的邊界搜索法，分析單元體在固定位置下的姿態(tài)空間和固定姿態(tài)下的位置空間。根據(jù)給定的尺度參數(shù)和約束參數(shù)，求得單元體的工作空間。根據(jù)參考平面內(nèi)象鼻機(jī)器人脊線的極限邊界和象鼻機(jī)器人工作空間的求解流程，求出了象鼻機(jī)器人在空間內(nèi)的工作空間。
　　3.在前期理論分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)生物象鼻的運(yùn)動特點(diǎn)和生理結(jié)構(gòu)，提出仿生象鼻機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計要求和設(shè)計方案。結(jié)合課題研究的實(shí)際需求對象鼻機(jī)器

3、人進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上選取符合設(shè)計要求的各部分零件。得到最終的象鼻機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和所有最終的零件選型。
　　4.運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)建立3UPS-PRU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的三維模型，對其進(jìn)行逆運(yùn)動學(xué)仿真；運(yùn)用得到的變化曲線與通過理論分析得到的變化曲線之間的對比，驗證了單元體理論模型的正確性。根據(jù)象鼻機(jī)器人整體的三維模型，和實(shí)際的質(zhì)量與尺寸，在 ANSYS中對象鼻機(jī)器人整體強(qiáng)度進(jìn)行校核，并對每個單元體運(yùn)用ADAMS進(jìn)行受力校核。由所