【正文】 原稿題目 Steerable miniature jumping robot 原稿出處 Auton Robot 可控微型跳躍機(jī)器人 Mirko Kovaˇc — 實(shí)驗(yàn)分析及模型動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。問題的復(fù)雜性在于實(shí)時(shí)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算，根據(jù)研究的機(jī)器人的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在所用的分析方法很多，有拉格朗日法、牛頓 — 歐拉法、高斯法等。故驅(qū)動(dòng)軸向運(yùn)動(dòng)的電機(jī) 功率較小，也可考慮使用同時(shí)能實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，可減少電機(jī)數(shù)量進(jìn)一步減輕機(jī)器人重量。 a 蝗蟲 腿部示意圖； b 基于解剖學(xué)的 蝗蟲 變量分析 表 一 力學(xué)分析的變量 變量名 描述 x? 質(zhì)心水平加速度 y? 質(zhì)心垂直加速度 xG 作用于踝骨的水平地面反作用力 yG 作用于踝骨的垂直地面反作用力 tL 脛節(jié)長度 浙江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述 25 fL 大腿骨長度 t? 脛節(jié)角 f? 大腿骨角 ? 大腿骨末端及脛節(jié)末端連線與水平線之間夾腳 M 動(dòng)物質(zhì)量 以上為仿蝗蟲彈跳機(jī)器人的概念圖，主要分行走模塊和彈跳模塊兩部分， 通過五級(jí)接觸來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、前進(jìn)、儲(chǔ)能和調(diào)節(jié)跳躍角度。 (3)增大起跳時(shí)間和調(diào)整起跳角度。 所得到的剛體彈性單元模型如下： 多剛體模型 西北工業(yè)大學(xué)的岳映章、葛文杰進(jìn)行了仿袋鼠跳躍機(jī)器人的剛?cè)峄旌辖＿\(yùn)動(dòng)步態(tài)分析。雙質(zhì)量模型彈跳機(jī)構(gòu)主要采用被動(dòng)方式?？梢酝ㄟ^縮短長度提高弗勞德系數(shù)，以達(dá)到跳躍狀態(tài)。從表 1的生物學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以亦看出這一趨勢。 2 調(diào)研報(bào)告 跳躍理論優(yōu)勢 自然界各物種體積差別很大。 浙江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述 16 6 參考文獻(xiàn) [1]劉壯志，席文明，朱劍英，吳洪濤 彈跳式機(jī)器人研究 機(jī)器人 ROBOT， [2]陳大競，朱丹華，劉偉庭，陳裕泉 微型仿生跳躍機(jī)器人的研究與發(fā)展 國際生物醫(yī)學(xué)工程雜志， [3]岳映章，文杰，柏龍 仿袋鼠跳躍機(jī)器人的剛?cè)峄旌辖＿\(yùn)動(dòng)步態(tài)分析 機(jī)械科學(xué)與技術(shù)， [4]詹望 . 仿袋鼠跳躍機(jī)器人多剛體動(dòng)力學(xué)研究 [D]：［碩士學(xué)位論文］．西北工業(yè)大學(xué)， 20xx [5]夏旭峰 基于彈簧 — 質(zhì)量模型的仿袋鼠跳躍機(jī)器人步態(tài)穩(wěn)定性研究 [D]：［碩士學(xué)位論文］西北工業(yè)大學(xué)， 20xx [6]楊繪宇，王石剛，梁慶華，鄧奇 仿蝗蟲跳躍機(jī)器人起跳過程運(yùn)動(dòng)學(xué)建 模及分析 機(jī)械設(shè)計(jì)， [7]李向陽，葛文杰，楊 方 考慮腳部柔性的仿袋鼠跳躍機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特性研究 機(jī)器人 ROBOT， [8]王瑜，何廣平 雙臂單腿跳躍機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)建模與仿真 北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， [9]葛文杰，沈允文，楊方 仿袋鼠機(jī)器人跳躍運(yùn)動(dòng)步態(tài)的運(yùn)動(dòng)學(xué) 機(jī)械工程學(xué)報(bào) [10]楊文綱，陸震 單足跳躍機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模與仿真 機(jī)械與電子， [11]路甬祥．仿生學(xué)的意義與發(fā)展．科學(xué)中國人， 20xx: 2224. [12]Mirko Kovaˇc ， Manuel Schlegel ， JeanChristophe Zufferey ， Dario Floreano Steerable miniature jumping robot Auton Robot (20xx) 28: 295– 306 [13]Xin Fu, Fei Li, Weiting Liu, Cesare Stefanini, Paolo Dario Design of a Bionic Saltatorial Leg for Jumping Mini Robot H. Liu et al. (Eds.): ICIRA 20xx, Part I, LNAI 6424, pp. 477– 487, 20xx. [14]Umberto Scarfogliero, Cesare Stefanini, Paolo Dario The use of pliant joints and elastic energy storage in bioinspiredlegged robots Mechanism and Machine Theory 44 (20xx) 580– 590 [15]Stoeter, S. A., Rybski, P. E., amp。這就需要在跳躍機(jī)器人中加入自動(dòng)控制系統(tǒng)。如青蛙在彈跳時(shí)瞬間輸出力是后肢肌肉平均輸出力的 7 倍。這一特性有助于機(jī)器人減緩踝關(guān)節(jié)所受軀干等其他構(gòu)件下落的慣性力和引起的沖擊力 ,同時(shí)也可減小軀干質(zhì)心運(yùn)動(dòng)在這一階段的上下波動(dòng)而使其保持平穩(wěn)落地 ,從而有利于減小腳與地面的反力和彈跳能的消耗。 單足跳躍模型 浙江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述 12 著地階段的彈簧雙質(zhì)量模型 彈簧雙質(zhì)量模型（垂直 ） 此模型只考慮了垂直彈跳，實(shí)際機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)要水平速度分量，需要能夠在空中主動(dòng)地調(diào)整姿態(tài)，以避免落地時(shí) m1 與 m2 均與地面碰撞而造成前一次彈跳中所有能量都損失掉。之間不同的起跳角度。 圖 1 樓梯跳躍機(jī)器人 意大利圣安娜高等研究學(xué)院 CRIM 實(shí)驗(yàn)室 Dario 教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組于 20xx 年研制了 Grillo 微型跳躍機(jī)器人 (圖 2)。在跳躍物與地面接觸階段，弗勞德系數(shù)可理解為向心力和重力之比，理論上 Fr超過 1 時(shí)，支撐足產(chǎn)生的向心力超過重力，所支撐的物體將騰空。通過雙腳跳躍移動(dòng)速度能達(dá)到 80 身長／ s。 指導(dǎo)教師（簽名） 浙江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述 4 年 月 日 目錄 一、文獻(xiàn)綜述 ................................................................. 5 1 跳躍理論優(yōu)勢 ............................................................ 5 尺度效應(yīng) .......................................................... 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(jī)器人的彈跳機(jī)構(gòu)及幾種動(dòng)力學(xué)模型分類 ................................ 9 鐘擺型機(jī)構(gòu)及鐘擺動(dòng)力學(xué)模型 ....................................... 10 彈射型 ........................................................... 10 混合型 ........................................................... 14 4 跳躍機(jī)器人的動(dòng)力及穩(wěn)定性控制 ........................................... 15 5 應(yīng)用前景 ............................................................... 15 6 參考文獻(xiàn) ............................................................... 16 二、開題報(bào)告： .............................................................. 17 1 背景 ................................................................... 17 2 調(diào)研報(bào)告 ............................................................... 17 跳躍理論優(yōu)勢 ..................................................... 17 現(xiàn)有跳躍運(yùn)力學(xué)模型及分析 ......................................... 19 3 研究內(nèi)容 ............................................................... 23 蝗蟲跳躍機(jī)理 ..................................................... 23 基于蝗蟲杠桿的彈射跳躍運(yùn)動(dòng)機(jī)理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................... 25 電機(jī)的選型 ....................................................... 26 對跳躍機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析 ....................................... 26 3 研究方案 ............................................................... 27 4 進(jìn)度表 ................................................................. 27 5 目前進(jìn)展 ............................................................... 28 三、譯文及原稿 .............................................................. 29 譯文題目 可控微型跳躍機(jī)器人 .............................................. 29 可控微型跳躍機(jī)器人 .......................................................... 29 1 簡介 .................................................................. 29 2 設(shè)計(jì)方法 .............................................................. 32 跳躍機(jī)構(gòu) ........................................................ 33 復(fù)位機(jī)構(gòu) ......................................................... 34 操縱機(jī)構(gòu) ........................................................ 35 3 實(shí)施 .................................................................. 37 浙江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述 5 跳躍機(jī)構(gòu) ........................................................ 38 復(fù) 位機(jī)構(gòu) ........................................................ 39 操縱機(jī)構(gòu) ........................................................ 40 集成 ............................................................ 40 跳躍參數(shù)的調(diào)整 .................................................. 43 4 結(jié)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(jìn) ..............