带腰六足机器人机构分析与设计

发布时间：2020-03-31 13:11

【摘要】：本文提出了一种新型的带腰六足机器人,该机器人运动灵活,结构紧凑,适用于消防探险等多种领域。根据仿生学原理,设计了带腰六足机器人的整体构型,设计了机器人的腿部机构、腰关节机构及六足机器人整机的布局形式,并分别对其进行了位置分析,给出了相应的位置算例。在位置分析的基础上,绘制了腿部机构和腰关节的工作空间,分析了腰关节对六足机器人工作空间的影响。推导了腿部机构和腰关节机构的速度雅可比矩阵,定义了速度传递性能评价指标,并分析了主要机构尺度参数对工作空间面积和速度评价指标的影响。分别对带腰六足机器人的腿部机构和腰关节进行了静力学分析,分别定义了力传递性能评价指标和刚度性能评价指标,并分析了评价指标在机构运动空间内的分布规律。以横向三角步态为例,对整机进行了受力分析,仿真结果表明,六足机器人腰关节的加入有利于机器人承载能力的提高。规划了带腰六足机器人的爬梯、跨沟及越障步态,给出了整机协同下机器人的爬梯能力计算公式,分析了机器人实际跨沟的可行性,并分析了机器人的静态、动态及爬坡稳定性。采用复合摆线函数规划了腿部机构的足端运动轨迹,并根据已规划的轨迹对机器人进行了迈步仿真。本文的研究工作为该种机器人的研发与控制奠定了基础。
【图文】：

图 1-1 Genghis 机器人 图 1-2 ATHLETE 六足机器人图 1-3 SILO-6 机器人 图 1-4 Asterisk 机器人1.2.1.2 六足机器人的国内研究现状国内高校及科研机构在六足机器人的研究上也取得了令人瞩目的成果。如北京理工大学通过高速摄像机抓拍来观测日本弓背蚁的连续运动过程[11]，，提出了应用于仿生步行机器人周期不规则步态的规划理论，并定义了“滑动相”的概念。北京航

图 1-1 Genghis 机器人 图 1-2 ATHLETE 六足机器人图 1-3 SILO-6 机器人 图 1-4 Asterisk 机器人1.2.1.2 六足机器人的国内研究现状国内高校及科研机构在六足机器人的研究上也取得了令人瞩目的成果。如北京理工大学通过高速摄像机抓拍来观测日本弓背蚁的连续运动过程[11]，提出了应用于仿生步行机器人周期不规则步态的规划理论，并定义了“滑动相”的概念。北京航
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP242

【参考文献】

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8 陈甫;臧希U

本文编号：2609117