【摘 要】
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近年来,柔性机器人的应用领域越来越广泛,但对其在震后救灾工作中的应用研究相对较少,更多的还是刚性机械臂在这方面的应用研究,相比于刚性机械臂,柔性臂在废墟内部的环境检测方面更加具有优势。本文提出了一种刚柔耦合操作臂FCMR-,对其结构进行了设计,分析了弯曲性能,并建立了其运动学和动力学模型。针对现有救援机器人的不足之处本文提出了一种可应用于震后救灾机器人的刚柔耦合操作臂,其主要研究有以下几点:（1）
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近年来,柔性机器人的应用领域越来越广泛,但对其在震后救灾工作中的应用研究相对较少,更多的还是刚性机械臂在这方面的应用研究,相比于刚性机械臂,柔性臂在废墟内部的环境检测方面更加具有优势。本文提出了一种刚柔耦合操作臂FCMR-,对其结构进行了设计,分析了弯曲性能,并建立了其运动学和动力学模型。针对现有救援机器人的不足之处本文提出了一种可应用于震后救灾机器人的刚柔耦合操作臂,其主要研究有以下几点:（1）对FCMR-进行机械结构设计,主要结构设计分为刚性骨架的设计和柔性弯曲关节的设计。为了实现变径和变刚度,设计架采用了一种类伞结构作为FCMR-的刚性骨架,弹簧作为柔性弯曲关节,主要由连杆—扭簧结构实现骨架的变径和变刚度。（2）采用恒曲率法对操作臂的弯曲性能进行了分析,建立静态弯曲模型,研究了弹簧系数、扭簧系数与驱动力之间的关系,并对FCMR-的刚性作业原理以及结构刚度进行分析。（3）介绍了传统柔性臂的恒曲率建模和刚性机械臂的HD-建模,提出了一种适用于FCMR-动力学与运动学建模的HD（37）--建模法,并通过正向运动学建立了FCMR-的运动学、采用Newton—Euler建立了动力学模型,分并析了其工作空间。本文提出的可应用于震后救灾机器人的刚柔耦合操作臂经过试验验证,结果表明:其工作性能符合震后救灾环境,后期将在此研究基础上进一步研究震后救灾柔性机器人。
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