【正文】 1的生物學統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以亦看出這一趨勢。通過雙腳跳躍移動速度能達到 80 身長／ s。因此，跳躍機 構在這種低重力的外星際探索中極具優(yōu)勢，早在 1969 年美國就提出了研制彈跳機構用于月球探測。 指導教師（簽名） 浙江大學畢業(yè)設計（論文） 開題報告及文獻綜述 4 年 月 日 目錄 一、文獻綜述 ................................................................. 5 1 跳躍理論優(yōu)勢 ............................................................ 5 尺度效應 .......................................................... 5 弗勞德系數(shù) ........................................................ 6 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .......................................................... 8 國外研究現(xiàn)狀 ...................................................... 8 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ...................................................... 9 3 彈跳機器人的彈跳機構及幾種動力學模型分類 ................................ 9 鐘擺型機構及鐘擺動力學模型 ....................................... 10 彈射型 ........................................................... 10 混合型 ........................................................... 14 4 跳躍機器人的動力及穩(wěn)定性控制 ........................................... 15 5 應用前景 ............................................................... 15 6 參考文獻 ............................................................... 16 二、開題報告： .............................................................. 17 1 背景 ................................................................... 17 2 調(diào)研報告 ............................................................... 17 跳躍理論優(yōu)勢 ..................................................... 17 現(xiàn)有跳躍運力學模型及分析 ......................................... 19 3 研究內(nèi)容 ............................................................... 23 蝗蟲跳躍機理 ..................................................... 23 基于蝗蟲杠桿的彈射跳躍運動機理的結構設計 ......................... 25 電機的選型 ....................................................... 26 對跳躍機器人進行動力學分析 ....................................... 26 3 研究方案 ............................................................... 27 4 進度表 ................................................................. 27 5 目前進展 ............................................................... 28 三、譯文及原稿 .............................................................. 29 譯文題目 可控微型跳躍機器人 .............................................. 29 可控微型跳躍機器人 .......................................................... 29 1 簡介 .................................................................. 29 2 設計方法 .............................................................. 32 跳躍機構 ........................................................ 33 復位機構 ......................................................... 34 操縱機構 ........................................................ 35 3 實施 .................................................................. 37 浙江大學畢業(yè)設計（論文） 開題報告及文獻綜述 5 跳躍機構 ........................................................ 38 復 位機構 ........................................................ 39 操縱機構 ........................................................ 40 集成 ............................................................ 40 跳躍參數(shù)的調(diào)整 .................................................. 43 4 結果 .................................................................. 44 籠子的成本 ...................................................... 44 起跳參數(shù)的調(diào)整 .................................................. 45 障 礙情況下的行進 ................................................ 46 5 總結 .................................................................. 47 6 結論 .................................................................. 48 參考文獻： .............................................................. 48 文獻原文 一、 文獻綜述 仿生學（ bionics）是上世紀 60 年代興起的一門學科，以昆蟲為對象的仿生學研究和應用一直是國內(nèi)外的研究熱點之一。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說 明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 涉密論文按學校規(guī)定處理。近年來，隨著仿生機器人技術的發(fā)展，模仿動物的肢體或按動物跳躍運動機理設計的仿生彈跳機構日益受到人們的關注。 1 跳躍理論優(yōu)勢 自然界各物種體積差別很大。 設跳躍機器人足長為 l ，機器人外形尺寸與足長成一定比例關系，記為 ： 浙江大學畢業(yè)設計（論文） 開題報告及文獻綜述 6 d∝ ， 可推得 ： mg∝ （ 1） 設機器人足的最大屈服應力為 ： maxF 。因此無論是自然界中的小體型動物還是人造小型機器人。弗萊德系數(shù)亦可被理解為動能和勢能之比，通過實際觀測，當 Fr 超過 時，動物步態(tài)從爬行轉(zhuǎn)為奔跑，當 Fr 逐步增大超過 1后，重力作用無法抵消動能，每次跳躍長度和高度將增加，騰空時間進一步增加，步態(tài)從奔跑逐漸向跳躍轉(zhuǎn)變。隨著外形尺寸的縮小，跳躍長度會增加，這與動物觀測結果相同，體型更小的動物跳躍單位身長更長。采用 4 根彈簧作為保持穩(wěn)定的前足，帶有彈簧驅(qū)動器的后足提供彈跳動力。南京航空航天大學研制了具有跳躍能力的輪式移動機器人，采用六 連桿式蓄能機構。哈爾濱工業(yè)大學做了仿青蛙跳躍機器人的運動學研究。 另一類方式是利用簡單機構產(chǎn)生彈力，這種方法機構自由度少，動力學模型簡單，浙江大學畢業(yè)設計（論文） 開題報告及文獻綜述 10 實現(xiàn)相對容易．根據(jù)能量積累方式的不同可分為鐘擺型、彈射型、混合型等。雙質(zhì)量模型彈跳機構主要采用被動方式。 浙江大學畢業(yè)設計（論文） 開題報告及文獻綜述 13 西北工業(yè)大學的葛文杰、詹望進行了仿袋鼠跳躍機器人多剛體動力學研究。而剛性腳踝關節(jié)軌跡為一段圓弧 ,這不僅不能緩減地面反力的大小 ,相反 ,還因踝關節(jié)需要克服軀干等其他構件下 落的慣性力且作上升運動而加大了地面的反力、沖擊和能量的消耗。而剛性腳踝關節(jié)在起跳階段的軌跡呈下降狀態(tài) ,不利于機器人的跳躍。瞬間爆發(fā)力主要是由肌腱和肌肉間的彈 性提供的。 在跳躍過程中，與地面瞬間接觸力將為重力的數(shù)倍，使空中姿態(tài)和著陸穩(wěn)定性控制難度增加?？墒褂脝纹瑱C與加速度傳感器，通過讀取加速度傳感器出處，獲知機器人當前平衡狀態(tài)。造成輪式機器人小型化后會降低其越障通行能力。 Papanikolopoulos, N. (20xx). Autonomous stairhopping with scout robots. In IEEE/RSJ international conference on intelligent robots and systems, Vol. 1,pp. 721– 726. 浙江大學畢業(yè)設計（論文） 開題報告及文獻綜述 17 二、 開題報告： 仿蝗蟲跳躍機器人結構設計及其運動學與動力學分析 1 背景 在地球陸地表面，有超過 50%以上的面積為崎嶇不平的山丘或沼澤，僅靠輪式或履帶式機械無法完全實現(xiàn)在這些自然環(huán)境下的自主移動。 仿生學（ bionics）是上世紀 60 年代興起的一門學科，以昆蟲為對象的仿生學研究和應用一直是國內(nèi)外的研究熱點之一。因此在研究對比動物運動中以 每秒移動單位身長數(shù)浙江大學畢業(yè)設計（論文） 開題報告及文獻綜述 18 作為衡量速度的標準更為科學。即為機器人足與接觸面間的最大受力。因此無論是自然界中的小體型動物還是人造小型機器人。弗萊德系數(shù)亦可被理解為動能和勢能之比，通過實際觀測，當 Fr 超過 時，動物步態(tài)從爬行轉(zhuǎn)為奔跑，當 Fr 逐步增大超過 1后， 重力作用無法抵消動能，浙江大學畢業(yè)設計（論文） 開題報告及文獻綜述 19 每次跳躍長度和高度將增加，騰空時間進一步增加，步態(tài)從奔跑逐漸向跳躍轉(zhuǎn)變。隨著外形尺寸的縮小，跳躍長度會增加，這與動物觀測結果相同，體型更小的動物跳躍單位身長更長。 北京航空航天大學 ,對單足跳躍機器人進行運動學分析 ,建立了機器人在著地階段和騰空階段的動力學模型。有的將機構重心降低，并用護 罩保護，類似不倒翁。 由于實際的機器人是很復雜的，很難用精確的數(shù)學模型來描述，必須對它進行合理地簡化浙江大學畢業(yè)設計（論文） 開題報告及文獻綜述 22 后才能用數(shù)學模型來描述。 多剛體添加柔性模型 浙江大學畢業(yè)設計（論文） 開題報告及文獻綜述