二自由度蛇形機(jī)器人單元設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-展示頁(yè)
2025-07-02 17:16本頁(yè)面
【正文】 自然和改造自然。 mechanism design。當(dāng)然這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)不僅僅局限在二維復(fù)合運(yùn)動(dòng)，還包括比較復(fù)雜的三維運(yùn)動(dòng)，而且本文提出的簡(jiǎn)化輸入方法有利于蛇形機(jī)器人在扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有效適應(yīng)地形。扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是蛇形機(jī)器人的有效運(yùn)動(dòng)方式，利用該步伐蛇形機(jī)器人可以跨越障礙。其主要功能要求：能利用單元之間的擺動(dòng)是身體與環(huán)境之間的摩擦力能在凹凸不平/粗糙的面蜿蜒前進(jìn)，也能在光滑的表面上滑行前進(jìn)；能利用關(guān)節(jié)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)身體的抬起從而可以跨過(guò)小溝、裂縫和障礙物等。沈陽(yáng)航空學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文摘 要本文研究的主要內(nèi)容是二自由度蛇形機(jī)器人單元設(shè)計(jì)。其主要目標(biāo)是利用蛇（它的形態(tài)和姿勢(shì)）做原形來(lái)研究具有與蛇的功能相似的蛇形機(jī)器人。蛇形機(jī)器人單元之間的擺動(dòng)和抬起運(yùn)動(dòng)本文采用耦合驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上對(duì)蛇形機(jī)器人的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了擴(kuò)展，使蛇形機(jī)器人不但能夠完成平面的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且可以將扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與其它的運(yùn)動(dòng)形式結(jié)合起來(lái)，完成復(fù)合運(yùn)動(dòng)。關(guān)鍵詞：蛇形機(jī)器人； 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)； 耦合驅(qū)動(dòng)； 運(yùn)動(dòng)分析； 40 Abstract This paper deals with the two degrees of freedom module of snakelike robot. Utilizing the snake (its forms and motion) as a model to develop a snakelike robot. The snakelike robot perform the following functions: It can propel itself over uneven/rough ground and swim in a fluid by using its slender body；It can move across branches or crevasses, because it can tighten its body to make a linematically stable posture by using its long body and highly redundant actuators.In order to apply snakelike robots to the unstructured environment, the researchers have designed many gaits for increasing the adaptability to a variety of surroundings. The twistrelated lootion is an effective gait achieved by jointly driving the pitchingDOF and yawingDOF, with which the snakelike robot can move on rough ground and even climb up some obstacles. The twistrelated lootion function is firstly solved, and simplified to be expressed by sine orcosine function. The 2D lootion such as Vshape and Ushape is achieved. Alsoby applying it to the serpentine lootion or other types of lootion, thesnakelike robot can plete posite lootion that bines the serpentinelootion or others with twistrelated lootion. We extend the twistrelated lootion to 3D space. The experimental results are presented to validate all above analyses.Keywords: snakelike robot。 coupled drive。這些啟迪加上人類的聰明才智使科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，推動(dòng)人類社會(huì)發(fā)展。從蝙蝠的夜間疾飛到當(dāng)今軍事和民航上至關(guān)重要的雷達(dá)系統(tǒng)，都充分體現(xiàn)了研究生物系統(tǒng)對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。仿生學(xué)是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的一門(mén)綜合性邊緣學(xué)科，它由生命科學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)相互滲透、相互結(jié)合而成。仿生系統(tǒng)以其能體現(xiàn)和再現(xiàn)生命特征成為現(xiàn)代研究的重點(diǎn)課題。仿生學(xué)將生命原理應(yīng)用到工程系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)中，尤其對(duì)當(dāng)今日益發(fā)展的機(jī)器人學(xué)科起到了巨大的推動(dòng)作用，促進(jìn)了仿生機(jī)器人領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。從圣經(jīng)上的關(guān)于蛇的描寫(xiě)到中國(guó)寓言中農(nóng)夫和蛇的故事，無(wú)不反蛇形機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)護(hù)制映出蛇陰險(xiǎn)和可怕的一面。其實(shí)蛇是非常有益于人類的動(dòng)物，它可以消火老鼠等害蟲(chóng)，而且對(duì)于整個(gè)生態(tài)平衡起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)代 機(jī) 器 人的研究領(lǐng)域己經(jīng)從結(jié)構(gòu)環(huán)境下的定點(diǎn)作業(yè)向非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的自主作業(yè)發(fā)展。除了傳統(tǒng)的車型設(shè)計(jì)方法外，機(jī)器人學(xué)者把目光轉(zhuǎn)向了生物界，力求從具有各種運(yùn)動(dòng)特征的動(dòng)植物上獲得啟發(fā)，設(shè)計(jì)新的仿生機(jī)器人。蛇的各種獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)特性賦予蛇形機(jī)器人以多種功能。本文的研究是在前人研究成果基礎(chǔ)上對(duì)蛇形機(jī)器人的機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制作進(jìn)一步研究。關(guān)于蛇形機(jī)器人的研究，美國(guó)和日本走在前列，此外加拿大、英國(guó)、瑞典、澳大利亞等國(guó)也都在開(kāi)展這方面的技術(shù)研究。 SolidSnake 利用垂直和水平方向正交的關(guān)節(jié)來(lái)擬和蛇類生物柔軟的身體，每?jī)蓚€(gè)正交的關(guān)節(jié)組成一個(gè)單元體，每個(gè)單元體相當(dāng)于一個(gè)萬(wàn)向節(jié)，具有兩個(gè)方向的自由度， 整體形成一個(gè) 高冗余度的結(jié)構(gòu)體。第二代蛇形機(jī)器人SolidSnake II（2004) （ II）SolidSnake II 蛇形機(jī)器人充分考慮了蛇類生物的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，從仿生學(xué)的角度，結(jié)合 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)和摩擦學(xué)等的相關(guān)理論，建立了基于行為控制理論的蛇類運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，把蛇類生物的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)形式化解為局部的、簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形式。機(jī)器蛇的 8 個(gè)關(guān)節(jié)整體形成一個(gè)高冗余度的結(jié) 構(gòu)體，很容易模仿實(shí)現(xiàn)蛇體的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)形式。采用輕型耐磨塑料制造蛇形機(jī)器人的主要結(jié)構(gòu)，既減輕了蛇體的重量，又降低了加工的成本。 在機(jī)器蛇的頭部配置有紅外線探測(cè)頭，可反饋對(duì)環(huán)境的監(jiān)視數(shù)據(jù)。上位機(jī)為 PC 機(jī)控制，通過(guò)對(duì)總線的定時(shí)輪詢來(lái)實(shí)現(xiàn) 隨時(shí)插拔關(guān)節(jié)。 隨著研究的深入展開(kāi)，蛇形機(jī)器人研究 與應(yīng)用一定會(huì)有更廣闊的天地。Hirose 教授于1972 年研制了第一臺(tái)蛇形機(jī)器人（Active CordMechanismACMIII）（見(jiàn)圖13）。為與地面有效地接觸，該機(jī)器人的腹部安裝了腳輪。繼第一臺(tái)蛇形機(jī)器人之后，Hirose 教授的研究室又先后研制了一系列的蛇形機(jī)器人。ACMR3 機(jī)器人采用完全無(wú)線控制的方式，每個(gè)關(guān)節(jié)自帶電源。 （ ACMIII）（
試題試卷相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1