仿蝗蟲彈跳機(jī)器人的設(shè)計(jì)及動態(tài)性能分析.x課件_第1頁
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文檔簡介

仿蝗蟲彈跳機(jī)器人的設(shè)計(jì)及動態(tài)性能分析彈跳運(yùn)動因其著地點(diǎn)的非連續(xù)性、高動態(tài)性以及強(qiáng)大的越障性能使得彈跳機(jī)器人擁有極強(qiáng)的運(yùn)動能力,非常適用于軍事行動、考古研究、星際探索和災(zāi)后搜救等地勢復(fù)雜的領(lǐng)域。本文以蝗蟲為仿生原型,建立仿蝗蟲彈跳機(jī)器人的結(jié)構(gòu)模型,并對其動態(tài)性能進(jìn)行了研究,為實(shí)現(xiàn)高性能的仿蝗蟲彈跳機(jī)器人奠定基礎(chǔ)。(1)基于對蝗蟲的生理結(jié)構(gòu)及其彈跳腿的組成,通過對比分析幾種不同驅(qū)動方式的優(yōu)缺點(diǎn)確定了仿蝗蟲機(jī)器人的彈跳機(jī)構(gòu)動力源結(jié)構(gòu),并分別建立了兩代仿蝗蟲彈跳機(jī)器人的結(jié)構(gòu)模型,通過分析和比較確定了最終研究的機(jī)器人結(jié)構(gòu)方案。(2)依據(jù)實(shí)際情況中蝗蟲的運(yùn)動特性,對仿蝗蟲彈跳機(jī)器人實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動過程進(jìn)行了分析。運(yùn)用D-H方法進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析得到機(jī)器人相關(guān)運(yùn)動學(xué)參數(shù),同時采用拉格朗日法對機(jī)器人進(jìn)行了動力學(xué)分析,得到關(guān)節(jié)力矩關(guān)系,并給出仿蝗蟲彈跳機(jī)器人的起跳判斷依據(jù)。(3)基于ADAMS虛擬樣機(jī)仿真軟件建立機(jī)器人的樣機(jī)仿真模型,分別對機(jī)器人的行走過程和彈跳過程進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了仿蝗蟲彈跳機(jī)器人機(jī)體結(jié)構(gòu)的可靠性。同時分析了不同摩擦系數(shù)對機(jī)器人行走及彈跳運(yùn)動的影響,并為仿蝗蟲彈跳機(jī)器人物理樣機(jī)的制作和材料的選擇提供了理論基礎(chǔ)。(4)以彈跳腿的蓄能彈簧變形量最大為優(yōu)化目標(biāo),運(yùn)用信賴域優(yōu)化算法對彈跳腿的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),從而得到更合理的結(jié)構(gòu)尺寸以及更優(yōu)越的彈跳性能。同時將其在彈跳階段的運(yùn)動性能與優(yōu)化前對比分析,驗(yàn)證優(yōu)化的合理性。本課題通過對仿蝗蟲彈跳機(jī)器人的機(jī)構(gòu)模型、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型、運(yùn)動仿真及其結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的研究,得到合理的機(jī)器人機(jī)械結(jié)

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