可变形体模特机器人的机构设计与运动分析

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题名	可变形体模特机器人的机构设计与运动分析
作者	程晓鼎
学位类别	硕士
答辩日期	2013-05-28
授予单位	中国科学院沈阳自动化研究所
导师	南琳
关键词	模特机器人机构设计运动学仿真虚拟样机
其他题名	Mechanical design and kinematics analysis of a shape-changing robot
学位专业	控制工程
中文摘要	仿人机器人一直是机器人研究领域的热点，而模特机器人是近年来新兴的研究方向，是机器人技术在服装行业以及电子商务领域的新应用。国外的模特机器人研究比较发达，而国内刚刚起步，因此本论文的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文以成年女性的人体结构为原型，设计一种能做出试衣动作以及变换各种体型的模特机器人。本文首先对人体结构进行了研究，得出人体各部位的尺寸和关节运动范围，并以此作为机械结构设计的标准，对模特机器人的躯干、上肢及下肢进行了详细的机械结构设计。用Solidworks软件对各部分进行三维实体建模，并装配成最后的总体模型。设计了一种躯干形体变化驱动器的分布安装结构，采用基于特征的人体曲面建模方法，论证了该结构模拟人体特征曲线的可行性和有效性。针对设计要求分别提出了上肢和下肢的结构模型，对上肢和下肢进行了运动学建模，建立了运动学方程并进行运动学分析。根据不同的情况，用CAD模型导入法和直接建模法分别建立了上肢和下肢的SimMechanics模型，利用SimMechanics模型对典型动作规划下的上肢末端点运动轨迹进行了分析，验证了五自由度机械手臂的合理性。分析了机械连杆的长度对下肢周长变化装置末端轨迹的影响，求出理想轨迹下各连杆需要满足的条件，并根据此结论确定了安装在三个不同位置的周长变化装置的连杆详细参数。最后按照三维模型绘制了各部分的零件图，完成了物理样机的加工与装配，并对样机进行了测试实验，该样机能做出典型试衣动作，并变化出不同的体型，验证了设计的正确性和有效性。
语种	中文
公开日期	2013-08-19
页码	70页
分类号	TP242
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.sia.ac.cn/handle/173321/10747]
专题	沈阳自动化研究所_信息服务与智能控制技术研究室
推荐引用方式 GB/T 7714	程晓鼎. 可变形体模特机器人的机构设计与运动分析[D]. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2013.