四足步行机器的研制
发布时间：2020-05-20 09:27
【摘要】： 四足步行机器是一种通过多杆机构的创意组合来达到模仿马匹的行走动作的机构。该机器基于仿生机构原理设计,具有不同于一般轮式交通工具的特点,能够跨越障碍;对于该机器的研究为复杂步行机器人的设计奠定了基础。 本文从仿生设计的角度出发,对真马的腿部骨骼、步态、足部轨迹、重心补偿特性进行了分析总结,通过对四、六、八连杆机构的综合性能的比较,确定了最后行走的方案。本文利用矢量环法建立了腿部连杆机构的数学方程,导出了该机构的角位移、角速度、角加速度计算公式,通过MATLAB程序对腿部机构进行了计算仿真,并且对步行机器整体的步态机理进行了全面的分析,得出了四腿着地顺序。在运动分析的基础之上,建立了步行机器整体的静力分析的数学模型,求出了步行机器在跨越段和支撑段的受力计算公式,并提出了连接力指标(JFI)。本文在Pro/ENGINEER Wildfire环境下对各杆件进行了三维造型,通过集成模式Pro/MECHANICA的Motion模块对腿部机构的虚拟仿真分析;以连接力指标(JFI)为优化目标,得到了一组优化后的尺寸,其传力性能较之以前有明显提高。本文根据课题研制的过程,分别从纸板模型、动画模拟、方案论证、设计与制作、调试运行及再设计几个方面进行了研究,提出了其中碰到的一些难题以及相应的解决方法。 通过安装运行的初步验证,本文的研制成果具有独创性和特殊的应用前景。
【图文】：
中国人堪称是研制四足步行机器的先状器的研究，最早申请专利的当属 1893 年由 构由齿轮和连杆机构组成，由人坐在马背证；1913 年 Gechtolsheim 申请专利，也是献中没有关于实物的描述，故此时对于步行曲线而已；1960 年 Shigley 创作出以连杆组来控制步行机器的步态，此时对于步行机器 年，McGhee 和 Frank[2]制作出第一台完全于步行机器的设计，则广泛地应用控制理机器上，并在足部装设了维持水平方向行走ponis,和 Brown[4]以液压缸及伺服马达，制造对于四足步行机器的研究从单纯的机构逐向发展。
足步行机器的研究则起源于对《三国志》中木牛流马基础上经过二十余年的潜心研究，创制出了单侧十七流马（如图 1-5）[5]，，首开了国内研制纯机构步行机器连杆机构，加上马车，创作出王氏木车马（如图 1-6授带领他的弟子，以王氏木车马为基础，研制出了一型（如图 1-7）和六连杆型（如图 1-8）步行机器[7]，0）、沈氏（如图 1-11）步行机器[6] [8] [9]，大陆的王旭构为对象，对其压力角的优化和杆件布层进行了研究加上科学的分析和先进的理论，使得国内在步行机器的丰富和拓展。图 1-2 Running Machine 步行机器[4]
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH112
本文编号：2672410
【图文】：
中国人堪称是研制四足步行机器的先状器的研究，最早申请专利的当属 1893 年由 构由齿轮和连杆机构组成，由人坐在马背证；1913 年 Gechtolsheim 申请专利，也是献中没有关于实物的描述，故此时对于步行曲线而已；1960 年 Shigley 创作出以连杆组来控制步行机器的步态，此时对于步行机器 年，McGhee 和 Frank[2]制作出第一台完全于步行机器的设计，则广泛地应用控制理机器上，并在足部装设了维持水平方向行走ponis,和 Brown[4]以液压缸及伺服马达，制造对于四足步行机器的研究从单纯的机构逐向发展。
足步行机器的研究则起源于对《三国志》中木牛流马基础上经过二十余年的潜心研究，创制出了单侧十七流马（如图 1-5）[5]，，首开了国内研制纯机构步行机器连杆机构，加上马车，创作出王氏木车马（如图 1-6授带领他的弟子，以王氏木车马为基础，研制出了一型（如图 1-7）和六连杆型（如图 1-8）步行机器[7]，0）、沈氏（如图 1-11）步行机器[6] [8] [9]，大陆的王旭构为对象，对其压力角的优化和杆件布层进行了研究加上科学的分析和先进的理论，使得国内在步行机器的丰富和拓展。图 1-2 Running Machine 步行机器[4]
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH112
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 张国英;仿山羊坡地行走机构的研究[D];河南科技大学;2011年
本文编号：2672410
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/2672410.html
