象鼻子（柔软）机器人说明书 - 图文

毕业设计（论文）专用纸

——————————————————————————————————————

摘要

软体（象鼻子）机器人由柔韧性材料制成，可在大范围内任意改变自身形状、尺寸在侦察、探测、救援及医疗等领域都有广阔的应用前景。综述软体机器人结构类型、驱动方式、物理建模技术和加工制造方法等问题。其结构模仿生物的静水骨骼结构和肌肉性静水骨骼结构，采用形状记忆合金、气动、电活性聚合物等物理驱动方式或将化学能转化为机械能的化学驱动方式。软体机器人建模困难，主要采用试验分析或使用超冗余度机器人建模方法近似研究。制造中的问题包括柔性本体制造、柔性致动器制造以及可伸展电路的制造，采用形状沉积、激光压印、智能微结构等新型制造工艺。软体机器人是一种全新的机器人，对它的研究刚刚起步，涉及材料科学、化学、微机电、液压、控制等多学科，从材料、设计、加工、传感到控制、使用均存在着一系列问题需要继续研究。利用六自由度并联机器人中液压缸的伸缩完成向任意曲面的弯曲。

关键词：象鼻子机器人 冗余自由度 形状记忆合金 液压缸

- 1 -

毕业设计（论文）专用纸

——————————————————————————————————————

Abstract

Being made of flexile materials, soft-bodied robots can change their size and shape in large range, and have wide potential applications in detection, exploration, succor and medicine. The researches on configuration, actuator, modeling and manufacturing processes for soft-bodied robots are summarized. Soft-bodied robots have been designed and built based on hydrostat skeletons or muscular hydrostats inspired by biology. The actuators utilized in them include physical actuators, i.e. shape memory alloys, pneumatic actuator, electroactive polymers, as well as chemical actuators which transform chemical energy into mechanical energy. The mechanical models of soft-bodied robots are complicated owing to both material and geometric nonlinearities, so they are mainly described approximately by modeling methods of hyper-redundant robots or experimentation. Processes are divided into three categories: soft robot body fabrication, actuators for soft robots and stretchable electronics. Various new manufacturing processes can be applied to soft-bodied robot fabrication, such as shape deposition manufacturing, laser imaging and smart composite microstructure etc. In conclusion, soft-bodied robots are a type of new robot, and research on it is only on the initial stage, involving multi-disciplines such as material science, chemistry, MEMS, hydraulic, control engineering etc. A whole lot of problems in material, design, manufacture, sensor, control as well as application exist to be further researched.

Keyword: Soft-bodied robots Chembos Shape memory alloy Electroactive polymer hydraulic cylinder

- 2 -

毕业设计（论文）专用纸

——————————————————————————————————————

目录

摘要 ................................................................... - 6 - Abstract ............................................................... - 6 - 1 绪论

1.1本课题的选题背景及意义 ............................................. - 6 - 1.2 象鼻子机器人的机构类型 ............................... 错误！未定义书签。 1.3象鼻子（柔软）机器人协调 ........................................... - 7 - 2 象鼻子机器人总体方案设计

2.1

主体结构分析 ......................................... 错误！未定义书签。

2.1.1 直角坐标式机器人 ................................ 错误！未定义书签。 2.1.2

圆柱坐标式机器人 ................................ 错误！未定义书签。

2.1.3 球面坐标式机器人 ................................ 错误！未定义书签。 2.1.4

关节坐标式机器人 ................................ 错误！未定义书签。

2.1.5冗余坐标式机器人 ................................ 错误！未定义书签。

2.2 2.3

驱动机构设计 ......................................... 错误！未定义书签。 象鼻子机器人的“鼻子” ............................... 错误！未定义书签。 2.4直线驱动机构 ......................................... 错误！未定义书签。 2.4.1齿轮齿条装置 .................................... 错误！未定义书签。 2.4.2普通丝杠和滚珠丝杆 .............................. 错误！未定义书签。 2.4.3液压（气压）缸 .................................. 错误！未定义书签。 3 液压缸的设计

3.1

液压缸的一般问题 ..................................... 错误！未定义书签。

设计原则 ........................................ 错误！未定义书签。

3.1.1

3.1.2设计步骤 ........................................ 错误！未定义书签。

3.2 3.3

液压缸承载力的计算 ................................... 错误！未定义书签。 液压缸运动速度的计算 ................................. 错误！未定义书签。

- 3 -

毕业设计（论文）专用纸

——————————————————————————————————————

3.4

液压缸工作压力和流量的选择 ........................... 错误！未定义书签。

工作压力的选择 .................................. 错误！未定义书签。

3.4.1

3.4.2工作流量的选择 .................................. 错误！未定义书签。 3.5缸筒的设计计算 ....................................... 错误！未定义书签。 3.5.1缸筒的结构 ...................................... 错误！未定义书签。 3.5.2缸筒内径的计算 .................................. 错误！未定义书签。

3.6 活塞杆的设计计算 .................................... 错误！未定义书签。

3.6.1活塞杆的结构尺寸 ................................ 错误！未定义书签。 3.6.2活塞杆卡键连接强度计算 .......................... 错误！未定义书签。

3.6.3

活塞杆的技术要求 ................................ 错误！未定义书签。

3.7活塞杆的设计计算 .................................... 错误！未定义书签。 3.7.1活塞杆的结构 .................................... 错误！未定义书签。

3.7.2Y 3.8

型橡胶密封活塞的结构尺寸 ....................... 错误！未定义书签。

液压缸油口的设计 ..................................... 错误！未定义书签。

液压缸管接头的选择 .............................. 错误！未定义书签。

3.8.1

3.8.2液压缸油口的连接螺纹 ............................ 错误！未定义书签。 3.8.3液压缸油口的位置 ................................ 错误！未定义书签。 4 象鼻子机器人的驱动系统设计

4.1 4.2

控制要求 ............................................. 错误！未定义书签。 基本回路简介 ......................................... 错误！未定义书签。 速度控制回路 .................................... 错误！未定义书签。 4.2.1

4.2.2锁紧回路 ........................................ 错误！未定义书签。 4.2.3象鼻子单节控制 .................................. 错误！未定义书签。 5 PLC控制系统设计

5.1 5.2

液压系统中PLC简介 ................................... 错误！未定义书签。 液压传动系统设计 ..................................... 错误！未定义书签。 5.3PLC控制系统设计 ...................................... 错误！未定义书签。

- 4 -

毕业设计（论文）专用纸

—————————————————————————————————————— 5.3.1硬件设计 ........................................ 错误！未定义书签。

5.3.2

程序设计 ........................................ 错误！未定义书签。 致谢 ..................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ................................................. 错误！未定义书签。

- 5 -

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新幼儿教育象鼻子（柔软）机器人说明书 - 图文 全文阅读和word下载服务。