模塊化伸縮單元及多面體機器人的設(shè)計與研究.pdf

1、本文設(shè)計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，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，通過對模塊化伸縮單元的實時位移控制，實現(xiàn)了雙三棱柱多面體樣機的自穿越運動。該樣機的自穿越運動原理能夠應(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，通過對伸縮單元機械結(jié)構(gòu)的學習，在機械結(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)電機偏置

2、伸縮單元(3)雙出軸多級嵌套伸縮單元。通過對上述三種方案的對比分析并綜合多面體樣機的設(shè)計需求，分別對電機偏置伸縮單元、雙出軸多級嵌套伸縮單元兩種方案進行了深入研究，將電池、控制板、位移傳感器、電機、無線通信模塊等集成于一體制作了原理樣機。
　　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，該樣機主要由三個三角形平臺構(gòu)成，每個平臺由轉(zhuǎn)動副、移動副穿插連接。通過對每個模塊化伸縮單元的實時位移控制實現(xiàn)各個三角形平臺之