【正文】
圖 1— 10),其采用基于神經(jīng)振蕩子模型的 CPG 控制器和反射機制構(gòu)成的控制系統(tǒng),其中 CPG 用于生成機體和四條腿的節(jié)律運動,而反射機制通過傳感器信號的反饋,來改變 CPG 的周期和相位輸出 ,Tekken 具有中等不規(guī)則表面的自適應步行能力。 Boston Dynamics 公司的 Big Dog 四足機器人用于為軍隊運輸裝備,其高 3 英尺,重 165 磅,可以以 英里的速度行進 ,其采用汽油動力。 1983 年, Odetics 公司推出的六足機器人 Odex1,圖 1— 6 所示,把六條腿均勻分布在一個圓形框架上,可方便的實現(xiàn)全方位運動,而且能夠通過對形體的重構(gòu)改變機器人的形狀,是對傳統(tǒng)的長方形框架六足步行機的挑戰(zhàn)。其采用多種標準步態(tài)行走、轉(zhuǎn)彎、側(cè)移及跨越較小的障礙 物,計算機的任務為對機器人運動學進行計算以協(xié)調(diào)產(chǎn)生驅(qū)動的 18 個六足行走運動平臺結(jié)構(gòu)設計 5 電機,從而保證機器人的質(zhì)心落在支撐多邊形內(nèi);為更好的適應地形 , 在以后的發(fā)展中又為其增加了力傳感器和視覺傳感器。雖然整機操作比較費力,但實現(xiàn)了步行及爬越障礙的功能,被視為是現(xiàn)代步行機發(fā)展史上的一個里程碑。 六足行走運動平臺結(jié)構(gòu)設計 4 步行機 器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀 對移動機器人的專門研究始于 60 年代末期。其采用機器人的行走控制基于兩個仿生控制元:中央模式生成元和基本運動的高級行為元。通過將仿昆蟲反射與步態(tài)控制器結(jié)合,它可以在復雜的路面上行走。Robot II(如圖 1– 2 右)是由 Case Western Reserve 大學 ,機械及航天工程學院的仿生機器人 實驗室研制。 Ariel(如圖 1– 2 左)由美國 isrobots 公司于 1995 年研制。它們在設計上強調(diào)模塊化子系統(tǒng)結(jié)構(gòu),各個部分(如頭部、腿部和身體)被當作獨立的模塊來處理。采用遞歸控制結(jié)構(gòu),可以使 Genghis 在復雜路面上行走,包括橫越陡峭的地勢,爬過高大的障礙,避免掉下懸崖。 六足步行機器人 的發(fā)展現(xiàn)狀 早期的六足機器人: 隨著美國宇航總署對外太空探測計劃的不斷深入,迫切需要一種可以在未知復雜星球表面執(zhí)行勘探任務的機器人。在眾多步行機器人中,模仿昆蟲以及其他節(jié)肢動物們 的肢體結(jié)構(gòu)和運動控制策略而創(chuàng)造出的六足機器人是極具代表性的一種。 關(guān)鍵詞:六足機器人,適應能力強,結(jié)構(gòu)設計 六足行走運動平臺結(jié)構(gòu)設計 II Abstract With the increasingly rapid step of human exploration of nature, the demand for robots with autonomous mobility under plex environment has been getting broader and deeper in more and more application areas. Theoretically, legged robot offers more superior performance of dealing with plicated terrain conditions than that provided by wheeled robot and therefore has been given great concern, however up to now, for the reason of absence of adaptive walk control algorithm, legged lootion means still could not be put into practice in many practical applications yet. While on the other hand, as the most successful moving creature on the earth, multilegged insect has facilely managed to surmount various plex natural landforms and even to walk upside down on smooth surfaces by right of its sophisticated limb structure and dexterous lootion control strategies. Accordingly, it contains great theoretical and practical significance for the research and application of legged mobile robotics to blend the behavioral research effort of multilegged insect into the mechanical design and control of walking robot and furthermore to develop hexapod biomimetic robots with more superexcellent mobility. Hexapod robots have strong abilities to adapt the terrain, and have redundancy in the legs, so they can go on carrying out jobs in the case of losing some legs. They are suit for tasks which have strict demands for independency and reliability such as spying in the wild, searching underwater and exploring the outer space. Key words: Hexapod robot, strong abilities, mechanical design 六足行走運動平臺結(jié)構(gòu)設計 III 目 錄 摘要 Abstract 第一章 緒論 ????????????????????? 1 ?????????????????????? 1 ?????????????????????? 4 國外研究現(xiàn)狀 ?? ????????????????????????? 4 國 內(nèi) 研究現(xiàn)狀 ??????????????????????????? 7 的現(xiàn)階段的研究任 務 ? ??????????????? ?? 8 第二章 六足機器人的機械結(jié)構(gòu) ??????????????????????? 10 單連桿式 ??? ????????????????????????? 10 四連桿式( 埃萬斯機構(gòu) )?????????????????????? 11 縮放式 ??????? ?????????????????????? 11 關(guān)節(jié)式 ?????????? ??????????????? ???? 12 ????????????????????? 12 三角步態(tài) ? ??????????????????????????? 12 跟導步態(tài) ???????????????????????????? 13 交替步態(tài) ???? ???????????????????????? 13 ???? ????????????????????????? 13 ???????????????????????? 15 ??????? ???? ????????????????? 17 舵機概述 ?? ?????????????????????????? 17 舵機的選擇 ? ?? ???????????????????????? 17 ????????????????????????? 18 D- H 坐標系的建立 ???????????????????????? 18 六足行走運動平臺結(jié)構(gòu)設計 IV 運動學逆解 ??????????????????????????? 19 第三章 三維模 型的建立 ???????????????????? 21 Solidworks 軟件介紹 ???????????????