模塊化伸縮單元及多面體機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、本文設(shè)計(jì)了兩種新型模塊化伸縮單元，這兩種伸縮單元具有集成度高、伸縮比大，精度高等優(yōu)點(diǎn)，然后基于模塊化伸縮單元的控制原理，制作了雙三棱柱多面體樣機(jī)，通過(guò)對(duì)模塊化伸縮單元的實(shí)時(shí)位移控制，實(shí)現(xiàn)了雙三棱柱多面體樣機(jī)的自穿越運(yùn)動(dòng)。該樣機(jī)的自穿越運(yùn)動(dòng)原理能夠應(yīng)用于攀爬管道，洞穴等存在安全隱患且人為不易探索的地方。
　　首先，通過(guò)對(duì)伸縮單元機(jī)械結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，在機(jī)械結(jié)構(gòu)提出三種結(jié)構(gòu)比較緊湊、伸縮比大的備選方案:(1)螺母堆疊式伸縮單元(2)電機(jī)偏置

2、伸縮單元(3)雙出軸多級(jí)嵌套伸縮單元。通過(guò)對(duì)上述三種方案的對(duì)比分析并綜合多面體樣機(jī)的設(shè)計(jì)需求，分別對(duì)電機(jī)偏置伸縮單元、雙出軸多級(jí)嵌套伸縮單元兩種方案進(jìn)行了深入研究，將電池、控制板、位移傳感器、電機(jī)、無(wú)線通信模塊等集成于一體制作了原理樣機(jī)。
　　然后，基于模塊化伸縮單元的控制原理搭建了雙三棱柱自穿越多面體樣機(jī)，該樣機(jī)主要由三個(gè)三角形平臺(tái)構(gòu)成，每個(gè)平臺(tái)由轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副穿插連接。通過(guò)對(duì)每個(gè)模塊化伸縮單元的實(shí)時(shí)位移控制實(shí)現(xiàn)各個(gè)三角形平臺(tái)之