六足机器人整机运动学分析及构型选择
本文关键词: 六足机器人 整机构型 运动学模型 运动学性能 出处:《光学精密工程》2017年07期 论文类型:期刊论文
【摘要】:六足机器人整机构型设计和整机运动学模型是机器人样机研制和行为控制的基础。利用GF集理论阐明了六足机器人整机构型设计的实质即为解决机械腿在机身平台上的布局问题,并基于仿生学原理给出了5种整机构型。介绍了一种三自由度并联驱动腿部机构,并利用闭环矢量链及求导的方法建立了基于该腿部机构的六足机器人整机运动学模型。本文给出了六足机器人整机运动学理论及仿真算例,推导出了速度、加速度的理论值及仿真值的拟合图。拟合结果表明:角速度、角加速度的理论值与仿真值的最大误差量级分别为10~(-2)(°)/s和10~(-3)(°)/s~2,验证了理论模型的正确性。基于该理论模型,绘制了不同构型下该并联驱动腿的六足机器人的工作空间分布图,选择了工作空间较大的两种整机构型,并对这两种构型下的六足机器人的运动学性能进行对比分析,选择了一种能够更好发挥该腿部机构综合运动能力的整机构型。本文的研究为该六足机器人的后续研究奠定了理论基础。所使用的整机运动学建模方法对其他六足机器人也实用。
[Abstract]:The whole mechanism design and kinematics model of hexapod robot are the basis of the research and development of robot prototype and behavior control. The essence of the whole mechanism design of hexapod robot is to solve the problem of mechanical leg in the fuselage level by using GF set theory. The layout of the stage, Based on the theory of bionics, five kinds of machine configurations are given, and a 3-DOF parallel driving leg mechanism is introduced. The kinematics model of the six-legged robot based on the leg mechanism is established by using the closed-loop vector chain and the derivation method. In this paper, the kinematics theory of the six-legged robot and its simulation example are given, and the velocity is deduced. The theoretical value of acceleration and the fitting diagram of simulation value. The fitting results show that the maximum error order of the theoretical value of angular velocity, angular acceleration and simulation value is 10 掳/ s and 10 / 10 / 3 respectively, which verifies the correctness of the theoretical model, which is based on the theoretical model. The workspace distribution of the Hexapod robot with different configurations is drawn, and two types of robot configurations with larger workspace are selected, and the kinematics performance of the Hexapod robot under these two configurations is compared and analyzed. In this paper, we choose a configuration that can better exert the comprehensive kinematic ability of the leg mechanism. The research in this paper lays a theoretical foundation for the further study of the six-legged robot. The kinematics modeling method used in this paper is applied to the other six. Foot robots are also useful.
【作者单位】: 燕山大学机械工程学院;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(No.2013CB035501) 机械系统与振动国家重点实验室课题资助项目(No.MSV201506) 河北省高等学校科学技术研究项目(No.QN2015185) 河北省研究生创新资助项目(No.2016SJBS011)
【分类号】:TP242
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;美国打造月球六足机器人[J];机器人技术与应用;2008年02期
2 孟凯;李鑫;;基于蓝牙串口模块的小型六足机器人系统设计[J];河南工程学院学报(自然科学版);2012年01期
3 ;未来出门小心巨型螳螂 六足机器人震撼亮相[J];黑龙江科技信息;2013年14期
4 莫恭佑;;并行机控制的六足机器人[J];国际科技交流;1991年12期
5 叶建胜;;《制作六足机器人》教学设计[J];中国信息技术教育;2014年17期
6 祝捷,曹志奎,马培荪;关于微型六足机器人躯体柔性化的研究[J];机械与电子;2003年01期
7 罗庆生;韩宝玲;毛新;黄麟;;新型仿生六足机器人运动控制技术的研究与探索[J];机械设计与研究;2006年02期
8 张涛;(?)国正;刘华;;微型仿生六足机器人的运动控制的软件设计[J];计算机测量与控制;2006年07期
9 张杨;韩宝玲;罗庆生;;微型仿生六足机器人的摩擦学研究[J];机械与电子;2007年05期
10 童晖;张争艳;李文锋;;仿生六足机器人的设计研究[J];湖北工业大学学报;2007年04期
相关会议论文 前3条
1 童晖;张争艳;李文锋;;仿生六足机器人的设计研究[A];湖北省机械工程学会机械设计与传动专业委员会第十五届学术年会论文集(二)[C];2007年
2 邹治华;梁志颖;;可遥控仿生六足机器人之研制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 于建均;周路;杜宏伟;王冠伟;;仿生学习算法在六足机器人未知环境探索的设计与实现[A];第25届中国控制与决策会议论文集[C];2013年
相关博士学位论文 前7条
1 荣誉;基于并联机械腿的六足机器人分析与设计[D];燕山大学;2015年
2 庄红超;电驱动大负重比六足机器人结构设计及其移动特性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
3 张学贺;基于双目视觉的六足机器人环境地图构建及运动规划研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
4 张赫;具有力感知功能的六足机器人及其崎岖地形步行控制研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
5 李满宏;六足机器人自由步态规划及运动机理研究[D];河北工业大学;2014年
6 陈诚;具有半球形足端的六足机器人步态生成和能耗优化研究[D];浙江大学;2012年
7 潘阳;P-P结构六足机器人性能设计与控制实验研究[D];上海交通大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 刘鹏飞;六足机器人步态分析与控制研究[D];燕山大学;2015年
2 才国锋;仿生六足机器人模块化控制单元及其力控制研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
3 黄志雄;带视觉和听觉的仿生六足机器人结构优化与控制研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 程乾;六足机器人行走机构设计与运动仿真研究[D];西南科技大学;2015年
5 胡金涛;六足机器人步态控制策略研究[D];哈尔滨理工大学;2013年
6 徐崇福;六足机器人运动规划与控制系统设计[D];哈尔滨理工大学;2013年
7 张春阳;基于STM32的六足机器人系统设计及模糊PID控制[D];浙江理工大学;2016年
8 李程;六足机器人控制系统设计[D];燕山大学;2016年
9 蒋序帆;基于阻抗控制的重型六足机器人柔顺控制研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
10 李思远;基于自抗扰控制的六足机器人研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
,本文编号:1525656
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1525656.html