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面向肩腕关节的单电机驱动两自由度变刚度执行器研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着机器人在医疗、工业、家庭等领域的普及应用，对于机器人手臂的精度、可靠性和灵活性的要求也越来越高。在手臂的驱动器中，执行器是最常见的驱动器之一。然而，传统的执行器主要是通过刚性转动实现的，达到精度和力度的控制，但是其在柔性控制和难以对接生物界医疗领域的需求有所不足。因此，开展一种常规制造的执行器设计，可同时识别末端劫持机械器和生物力学性能，并在渐变手段时处于安全位置，具有较好的应用潜力。
本文将研究一种单电机驱动两自由度变刚度执行器，针对肩腕关节进行实验，用于探索其在肩腕关节角度测量、控制、灵活性和安全性等方面的应用。
二、研究内容及方法
本文的研究内容主要包括以下几个方面：
1.设计肩腕关节的单电机驱动两自由度变刚度执行器。
在设计执行器时，考虑到末端操作器的角度可变和手臂的柔性，我们采用了两自由度变刚度驱动器的设计方法。同时，我们采用了单电机驱动器的方案，以降低整个系统的成本和尺寸。
2.制造出执行器原型。
在完成设计后，我们将进行制造原型的过程。我们将根据设计完成零部件的加工和装配，并对其进行调试。
3.在肩腕关节上安装执行器原型。
在完成制造和调试之后，我们将进行执行器在肩腕关节上的安装。我们将通过调试，确保执行器在运行时的性能和功能。
4.对执行器的性能和功能进行测试和分析。
在完成安装后，我们将测试和分析执行器的性能和功能，特别是在角度测量、控制、灵活性和安全性等方面。我们将测试执行器的精度、速度、力度和灵敏度，并通过成像方法进行系统的测试分析。
5.对实验结果进行分析和总结。
在测试分析完成后，我们将对实验结果进行分析和总结，从而确定该执行器的实际应用价值和未来的研究方向。
三、预期成果
通过本文的研究，我们将研制出一种能够灵活性控制、角度准确测量、具有安全性和良好性能的肩腕关节单电机驱动两自由度变刚度执行器。这种执行器可以在医疗、家庭、制造等各个领域应用，并为机器人手臂的发展和应用提供了新的思路和方向。
四、研究进度安排
1.研究背景、意义和目标（完成时间：2周）；
2.设计肩腕关节的单电机驱动两自由度变刚度执行器（完成时间：3周）；
3.根据设计制造出执行器原型（完成时间：4周）；
4.在肩腕关节上安装执行器原型（完成时间：1周）；
5.对执行器的性能和功能进行测试和分析（完成时间：3周）；
6.对实验结果进行分析和总结，完成论文功能（完成时间：4周）。
五、结论
本文通过设计和制造单电机驱动两自由度变刚度执行器，将其应用于肩腕关节测量、控制、灵活性和安全性等方面的研究，旨在提高机器人手臂的灵活性和可靠性。本文的预期成果是研制出一种适应性强、精度高、灵敏度高、力度大、安装方便、易于维护的肩腕关节单电机驱动两自由度变刚度执行器，为机器人手臂的发展和应用提供了新的思路和方向。