面向空间手套箱开发的微操作系统结构研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王帅
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| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2012-05-28 |
| 授予单位 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 导师 | 童兆宏 ; 李洪谊 |
| 关键词 | 超声波电机 微动平台 微夹持器 柔性铰链 微操作 |
| 其他题名 | Research on Structure of Micromanipulation System Oriented Space Glove-box |
| 学位专业 | 模式识别与智能系统 |
| 中文摘要 | 随着空间机械及生物医学领域的蓬勃发展，微操作技术逐渐成为国内外的一个研究热点。其中，微夹持器和微动平台是微操作系统的重要组成部分，可以共同实现末端位姿的调整以及对微小器件的夹持、搬运、释放等工作。目前，大多利用压电陶瓷作为驱动装置，但是其系统需要电压高，驱动电路较为复杂，不适用航空和宇航领域所要求的低电压、轻量化等适合太空环境的特点。而超声波电动机具有驱动电压低、小型轻量、响应速度快、能获得低速大转矩和可用于直接驱动、断电时具有高自锁力矩，不受电磁场干扰等优点。因此，面向空间手套箱的微操作系统采用超声波电机进行驱动，本文提出并设计了新型的微夹持器和微动平台，并利用储存在柔性铰链中的应变能实现微位移，使其适用空间微操作的特殊要求。 第一章综述了进行微操作系统研究的目的和意义，回顾了微夹持器和微动平台的研究现状和发展趋势，确定了本论文的研究任务。 第二章对微操作系统的关键技术进行了研究，包括驱动方式的选择，柔性铰链的结构形式和柔性位移缩放机构的介绍。 第三章根据微观力学的特点，设计了一种超声波电机驱动的微夹持器，夹持器由超声波电机作为驱动原件，经由柔顺机构输出放大的位移。对柔性铰链位移放大机构的放大倍数与负载能力做了理论分析，并对柔性铰链疲劳寿命进行了有限元分析。 第四章设计了一种基于柔性铰链微位移缩小机构的微动平台以适应航空环境中低电压和轻重量的要求。微动平台由超声波电机作为驱动元件，利用杠杆原理，经由柔顺机构输出缩小位移，从而实现机器人末端手臂的微位姿调整。对微位移缩小机构缩小倍数与运动学做了理论分析，并对柔性铰链位移和最大应力进行了有限元分析。 第五章搭建了微操作系统，该系统由控制计算机、微位移工作台、微夹持器、探针、摄像头装置等组成。通过实验验证微夹持器和微动平台可以完成预期的运动。 |
| 索取号 | TH132/W37/2012 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-07-27 |
| 分类号 | TH132 |
| 源URL | [http://ir.sia.ac.cn/handle/173321/9397]  |
| 专题 | 沈阳自动化研究所_机器人学研究室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王帅. 面向空间手套箱开发的微操作系统结构研究[D]. 中国科学院沈阳自动化研究所. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：沈阳自动化研究所
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