可穿戴氣動助力搬運機(jī)器人及便攜式空壓源的研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人類面臨著越來越多的考驗。災(zāi)難發(fā)生后的施救、老年人的護(hù)理、戰(zhàn)爭的戰(zhàn)場救助等問題，人類自身的身體極限能力已經(jīng)不能滿足解決這些問題的要求。因此可穿戴氣動助力搬運機(jī)器人及便攜式空壓源的研究具有十分重要的意義。
　　本文針對國內(nèi)外可穿戴氣動助力機(jī)器人的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，其中大多數(shù)體積大、重量重、控制復(fù)雜、價格昂貴、且不能脫離實驗室在戶外復(fù)雜的工況環(huán)境下進(jìn)行工作，因此本文提出了一種新型的可穿戴氣動助力搬運機(jī)器人的設(shè)計方案。助

2、力搬運機(jī)器人由機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)三大部分組成。其中，機(jī)械系統(tǒng)包括左右兩個機(jī)械臂，每個機(jī)械臂主要由傳動支架，桿系結(jié)構(gòu)和可自鎖的肘關(guān)節(jié)組成，由平衡吊的工作原理設(shè)計桿系結(jié)構(gòu)，并對桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，進(jìn)而對助力搬運機(jī)器人的搬運過程進(jìn)行運動分析。控制系統(tǒng)由研華板PCI-1710輸入控制信號，控制電氣比例閥，設(shè)計簡化了控制系統(tǒng)。氣動系統(tǒng)包括氣源、電氣比例閥、調(diào)速閥和氣缸。最后開發(fā)出機(jī)器人的試驗樣機(jī)。
　　對于利用氣動系統(tǒng)作為動力源

3、的可穿戴機(jī)器人，它主要的瓶頸問題是缺少合適的便攜式空壓源。利用二氧化碳的三相點的物理性質(zhì)，本文開發(fā)了一種新型氣動動力源。干冰被存儲在其三相點附近的狀態(tài)，就可以實現(xiàn)一個恒定的輸出壓力為0.42MPa的氣動源。根據(jù)其工作原理，開發(fā)出便攜式空壓源的樣機(jī)。
　　使用機(jī)器人和空壓源的樣機(jī)，進(jìn)行了助力搬運機(jī)器人的搬運實驗。分別對14kg和26kg的重物進(jìn)行搬運實驗，分析不同重量下升降所需的力，并測試水平移動所要克服的摩擦力。說明了平衡狀態(tài)下只