套索傳動輕型細(xì)長機(jī)器人技術(shù)研究.pdf

1、目前，在醫(yī)療、災(zāi)后搜救和大型設(shè)備維護(hù)等領(lǐng)域廣泛需要一種能夠進(jìn)入狹小空間內(nèi)并在其中作業(yè)的機(jī)器人。套索傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、傳動路線靈活等特點(diǎn)，非常適合用于設(shè)計(jì)此類機(jī)器人。但套索傳動具有致命的缺點(diǎn)。由于套索的繩索與套管之間存在摩擦力，套索傳動的輸入輸出關(guān)系呈嚴(yán)重非線性，這制約了該傳動技術(shù)在精密控制領(lǐng)域中的應(yīng)用。為解決套索傳動的非線性補(bǔ)償控制問題，本文將對套索傳動特性做深入研究。 本文在總結(jié)了國內(nèi)外套索傳動技術(shù)方面已有研究成果的基

2、礎(chǔ)上，建立了呈任意空間曲線狀套索的靜態(tài)模型。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，套索曲線的撓率對套索的傳動特性沒有影響，并基于該靜態(tài)模型推導(dǎo)出了套索傳動輸入輸出關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。由該表達(dá)式可知，套索傳動特性只跟套管與繩索接觸面上的摩擦系數(shù)、套索曲線的全曲率及繩索的剛度有關(guān)。 為驗(yàn)證靜態(tài)模型的正確性，本文結(jié)合動態(tài)摩擦模型（Dahl模型），建立了更加準(zhǔn)確的套索傳動動力學(xué)模型?；谠撃Ｐ?，運(yùn)用MATLAB ODE解算指令，實(shí)現(xiàn)了對套索傳動輸入輸出關(guān)系的仿真。