二自由度蛇形機器人單元設(shè)計畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-23 17:16本頁面
【正文】 生的轉(zhuǎn)動力矩，而靜止部分遠離支點的單元自由地放置在地面上，此部分單元之間無相互作用，所受力矩為零。設(shè)靜止部分第h +1 個單元之前的重力用來平衡抬起部分力矩，可以得到如下力矩平衡不等式： （）該式的前部分表示用h ? k 個單元不能平衡抬起部分的運動力矩，后部分表示當再加一個單元的時候可以平衡抬起部分的運動力矩。由動力學方程式()求得。由該不等式可以解出h 的值，如果h = n 機器人將失去平衡而翻倒。第h +1 單元重心所受的支反力為： （）根據(jù)靜止部分每個單元的受力情況，可以求得靜止部分各個關(guān)節(jié)的力矩為： （）由此，可以得到求解蛇形機器人抬頭運動動力學的總表達式為： （）該方法使靜止部分單元的關(guān)節(jié)力矩很不均勻，個別關(guān)節(jié)力矩較大。方法2()：將在地面上靜止放置的所有單元作為一個連桿來進行受力分析，然后按照材料力學的均勻受力情況求解各個位置的力矩。力平衡和力矩平衡方程為： （）式中——支反力的合力；——抬起部分的反作用力；——支反力的合力矩；——地面上單元的總重力由方程式()可以解出支反力的分布 。對靜止部分的每一個單元進行受力分析得到關(guān)節(jié)力矩為： （）進而，蛇形機器人抬頭運動動力學總的表達式為： （）雖然兩種方法都能夠保證蛇形機器人的動態(tài)平衡，但很顯然由方法2 得到的各個單元的關(guān)節(jié)力矩比較平均，有利于機器人的平衡，也有利于保護電機。因此本文采用方法2 來求解靜止部分力矩問題。寄語經(jīng)過16周緊張畢業(yè)設(shè)計，使我進一步地加強了對大學四年所學的機械方面知識的綜合運用能力。尤其是對機械制圖細節(jié)方面的認識和了解，更深刻地體會到機械是一門很嚴謹?shù)膶W科，不容半點模糊，每一處都得考慮周到，不忽略任何細節(jié)。經(jīng)過16周的畢業(yè)設(shè)計，馬上就要離開生活四年的沈陽航空工業(yè)學院，與在一起朝夕相處的機械與汽車學院的老師同學們分開了。心中萬分不舍！雖然曾經(jīng)也埋怨過航院，但是細細想來，比起四年前的航院，現(xiàn)在的航院的進步航院的領(lǐng)導一直以來地努力卻是有目共睹的！雖然現(xiàn)在的航院也還有不足的地方，但卻可以感覺到所有的航院人都在努力著，朝著航院更美好的明天著！在即將離校的此刻心中充滿對母校的感謝，對我們機械與汽車學院的感謝！故請允許我借此機會祝愿沈陽航空工業(yè)學院的明天更美好！祝愿機械與汽車學院的明天更輝煌！展望在本文的研究僅僅是該蛇形機器人研究的一個開端，還有很多工作需要完成：環(huán)境適應(yīng)性：這是蛇形機器人的主要特點之一，可是到目前為止，還沒有出現(xiàn)一個蛇形機器人真正能適應(yīng)環(huán)境、實現(xiàn)運動。要實現(xiàn)高的環(huán)境適應(yīng)性，除了設(shè)計有效的運動步伐外，還需要控制方法和傳感器的有效的設(shè)計和選擇。尤其是由機械結(jié)構(gòu)組成的蛇形機器人具有高的剛度，必須用恰當?shù)目刂品椒▉碚{(diào)整剛度，阻抗控制是一種有效的控制方法。系統(tǒng)平臺的建立：本文剛剛建立起蛇形機器人系統(tǒng)，然而要實現(xiàn)蛇形機器人的有效控制還需要建立獲得環(huán)境信息和機器人信息的通訊系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)平臺。軟件系統(tǒng)：大量的通訊和控制信息要求高的軟件系統(tǒng)具有高度的可靠性。這部分需要大量的工作。運動步伐和控制方法：目前蛇形機器人的運動步伐和控制方法還有很大的局限性，需要開發(fā)新的控制方法。對于本文提出的新型蛇形機器人還有很多步伐和控制方法可以開發(fā)。實驗研究：蛇形機器人的最終用途是走向?qū)嶋H，參與各種危險作業(yè)。因此必須進行大量的實驗來驗證系統(tǒng)的可靠性和實際應(yīng)用能力。感謝您閱讀本文，請?zhí)釋氋F意見。參考文獻. Yokoyama, H. Handa, T. Isozumi, Y. Fukase, K. Kaneko, F. Kanehiro, , F. Tomita and H. Hirukawa. Cooperative works by a human and ahumanoid robot. Proceedings of the 2003 IEEE International Conference onRobotics and Automation. Taiper, Taiwan, September 1419, 2003:2985~2991. Ranie. Humanoid robot and its application possibility. IEEE Conference onMultisensor Fusion and Integration for Intelligent Systems. 2003: 213~214. 蛇運動的動力. 重慶師范學院學報. 1991(8(1)): 89~934. 鄭鋼鐵，于殿勇. 蛇形機構(gòu)運動形式及驅(qū)動方式研究. (23(2)): 81~865. 呂恬生，王翔宇. 蛇的爬行運動試驗和運動中蛇體曲線的動態(tài)模擬. 上海交通大學學報. 1998(32(1)): 131~135，顏國正. 一個微小型仿蛇機器人樣機的研究. 機器人. 1999(21(2)):156~160，顏國正，丁國清. 仿蛇變體機器人運動機理研究. 機器人. 2002(24(2)):154~158，顏國正等. . 2002(24(3)): 222~227，馬培蓀. 一種可越過凸凹障礙的仿醫(yī)蛭管內(nèi)微型機器人. 上海交通大學學報. 2000(34(10)): 1361~1364，潘獻飛，譚紅力等. 一種蛇形機器人的研制. 機器人. 2002(24(7)):684~687，王越超，李斌，馬書根. 蛇形機器人的研究現(xiàn)狀及其進展. 機器人，2002(24(6)): 559~563，王越超，李斌，馬書根. 蛇形機器人運動機理的研究. (24(7)): 688~691，王越超，馬書根，李斌，蛇形機器人側(cè)向運動的研究. 機器人，2003(25(3)): pp24624914. 陳麗，王越超，李斌，馬書根. 蛇形機器人翻滾運動及其越障的研究. 高技術(shù)通訊. 2003(13(7)): 54~57，王越超，馬書根，李斌. 一種可重構(gòu)的蛇形機器人的研究. 中國機械目錄摘 要 1 Abstract 2 第1章 緒論 3 3 4 6 9 10 第2章 二自由度蛇形機器人 12 運動單元的主體設(shè)計 12 12 12 14 14 蛇形機器人耦合驅(qū)動單元設(shè)計原則 14 14 15 17 18 19 20 主要裝配關(guān)系說明 21 （） 21 （） 22 （） 23 26 26 機器人抬頭運動的動力學分析 29 運動部分的動力學分析 29 靜止部分的力分析 32 寄語 35 展望 36 參考文獻 37
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