基于串聯(lián)彈性驅(qū)動器的柔順機械臂的設(shè)計與實驗研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機器人和服務(wù)機器人要面對越來越多的人機交互，交互的安全性正在成為關(guān)注的熱點。傳統(tǒng)的機器人為了保證高速和高精度的性能，其機械本體都是以剛性結(jié)構(gòu)為主，致使其末端剛度很大，一旦出現(xiàn)操作失誤，將對環(huán)境中的其他對象的安全造成威脅。本文設(shè)計了一款三自由度柔順機械臂，通過在傳動系統(tǒng)中引入彈簧，實現(xiàn)驅(qū)動的柔順化，利用柔順控制算法，實現(xiàn)了該三自由度機械臂與環(huán)境交互的柔順性。論文完成的主要工作如下:
　　模仿人體上肢結(jié)構(gòu)，設(shè)計

2、了仿人機械臂SoftArmⅡ，具有肩部橫滾、肩部俯仰和肘部俯仰三個自由度。基于線彈簧設(shè)計了旋轉(zhuǎn)SEA驅(qū)動模塊，將柔順元件引入機械臂的關(guān)節(jié)，用于機械臂的關(guān)節(jié)驅(qū)動，實現(xiàn)機械臂的結(jié)構(gòu)柔順化。
　　建立了三自由度柔順機械臂的運動學(xué)模型，推導(dǎo)了運動學(xué)正逆解及雅可比矩陣?；谶\動學(xué)模型，計算了機械臂的工作空間，進行了直線、平圓軌跡規(guī)劃。
　　初步提出了基于雅可比矩陣的系統(tǒng)剛度模型，推導(dǎo)了系統(tǒng)剛度與關(guān)節(jié)剛度的關(guān)系，計算并設(shè)計了SEA的內(nèi)部