文章目录

1 二段定曲率模型的自由度原理

2 并联连续体机械臂结构设计与实现

2.1 机械臂的5自由度设计及其运动学模型

2.2 机械臂的参数设计与实现

2.3 机械臂的电控系统设计与实现

3 实验验证

3.1 执行器到达180°极限位姿及其效率实验

3.2 螺旋姿态验证实验

3.3 开环跟踪曲线实验

4 结语

文章摘要:设计并实现了具有5个定位自由度的连续体机械臂,以提高连续体机构在诸如腔内作业、轻物品抓取、人机协作等场景中的灵活定位能力.设计中,引入了二段定曲率模型,用旋量方法从几何上解释了该设计的自由度分配.两段可伸缩式并联机构的串联耦合,形成二段弯曲结构,其每一段有两个方向的弯曲自由度和一个伸缩自由度,从而组合出末端的5个自由度.围绕手臂的高动态性能,制作了样机的机电运动系统.实验结果表明,样机实现了连续体机械臂末端的自由度控制,可在2 s内到达极限姿态,其定位精度约为臂长的2%.

文章关键词:

论文DOI:10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.060

论文分类号:TP241