基于R、C副和全P副的空间连杆步行机构研究

发布时间：2020-05-15 01:13

【摘要】： 步行机器人因其在非结构环境中有着良好的移动性能,历来被各国研究者所重视。然而大多数步行机器人均为整体开链式机构,机构刚度差,机器人整体结构和控制系统比较复杂等,限制了步行机器人的发展以及推广使用。 空间闭链连杆机构刚度好,自由度少、运动灵活等优点,因此本文研究对象为闭链灵巧步行移动机构。提出基于空间闭链连杆机构的步行机器人研究思路,设计新型的闭链步行机构。 首先,基于空间四杆RCCR机构,提出三类新型空间四杆RCCR两足步行机构。着重分析了这类机构的运动原理以及运动特性。根据上述步行机构移动原理,拓展出一类空间五杆3R2C两足步行机构以及三类空间六杆4R2C步行机构。 其次,基于闭链全移动副,提出了一系列步行机构的可行方案,分析了机构运动步态以及机构的编码控制规律。主要包括：(1)两种空间四杆4P步行机构；(2)三种空间六杆步行机构；(3)空间八杆12P步行机构。 其三,对上述机构,通过计算机仿真验证了机构运动原理,并分析了机构的运动特性。根据ZMP法对两种空间四杆RCCR步行机构、一种空间五杆2C3R步行机构和全移动副空间4P步行机构进行了稳定性分析,讨论了影响机构稳定性的因素。 最后,制作两台RCCR步行机构样机和一台4P机构的样机,验证了步行方案的可行性。 本论文工作拓展了步行机器人的研究内容,也为研究更多的步行机构及其应用提供了理论基础。由于空间连杆机构综合理论比较完善,机构组成方式自由,易于在上空间拓展,因此设计其他更灵巧的步行机构有着较大的研究空间。
【图文】：

拿大著名机器人学家J.Angeles教授远滞后于它的技术开发步伐”。现有、四足、六足、八足甚至更多。其数足能产生有效的步态[5]。国内外步时的“木牛流马’夕。国外有据可查的行机器人历经百年的发展，取得了长。和液压控制实现运动的机器人。早在和Baldwin(1966年)就使用凸轮连杆机机。这一阶段比较典型的是Mosher，如图1.1所示。步行车的四条腿由液上的位置传感器完成位置检测功能。越障碍的功能，，被视为是现代步行机

图1.2八足步行机“DANTEll”Fig.1.2Eight一leggedwalkingmaehine日本的ShigcoHirose研制了8代的TITAN系列四足步行机器人。在这8的步行机器人中，以TITAN一111、TITAN一Vll、TTEAN一Vlll(图1.3)三类机器为主要突破点。TITAN一川l0]的足端装有传感器和信号处理系统，可自动检测与接触的状态。TITAN一vll[’0]可作为移动的平台在崎岖和陡峭的地方步行，能够现避障的功能;同时步行腿也能作为操纵器使用，能够自主超过巧度的斜坡，器人可在导线的牵引下爬越70度的斜坡，值得注意的是:TITAN一Vn与TITAN机器人的腿部机构均是采用四杆机构的缩放步行机构。TITAN【’‘]系列较新的四步行机器人TITAN一Vlll，它采用开环连杆机构作为其步行机构，它的腿可作为力的工作臂，用于探测地雷和进行排雷操作。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH112.1

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 张楠;履带连杆复合移动机构的研究[D];北京交通大学;2011年

2 程果;三对传力杆空间相交轴RCCR机构的力学分析—传力杆受推力时的影响[D];郑州大学;2012年

本文编号：2664221