可穿戴氣動助力搬運機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器人的研究現(xiàn)狀進行分析，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器人的設(shè)計方案。助

2、力搬運機器人由機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)三大部分組成。其中，機械系統(tǒng)包括左右兩個機械臂，每個機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)進行受力分析，進而對助力搬運機器人的搬運過程進行運動分析?？刂葡到y(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)出機器人的試驗樣機。
　　對于利用氣動系統(tǒng)作為動力源

3、的可穿戴機器人，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。
　　使用機器人和空壓源的樣機，進行了助力搬運機器人的搬運實驗。分別對14kg和26kg的重物進行搬運實驗，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