手足复用六足机器人结构设计与步态规划
发布时间：2021-04-05 23:41
随着仿生学的不断发展,多足机器人作为移动超冗余串并联混合机器人已经成为人们研究的重点。相比于传统的轮式、履带式移动机器人,多足机器人能够适应绝大多数复杂的地形地貌,帮助人类执行危险复杂的任务,因此随着技术的不断发展与完善,多足机器人必将在未来发挥举足轻重的作用。在多足机器人中,六足机器人由于中和了四足、八足机器人的特点,具有稳定性较高、系统较为简单的优点,因此越来越受到科学家与工程师的青睐,成为多足机器人的典型代表。本文在“总装921工程三期空间站机器人预研项目”的支持下,以研制一种用于太空桁架行走的高性能六足机器人为目标,对六足机器人功能进行分析,完成其结构设计与步态规划,并进行相关的仿真与试验验证。本文首先基于国内外文献分析了六足机器人近年来的发展现状,尤其是对各种六足机器人的机械结构与控制方式进行详细地对比与分析。针对本次课题的主要研究方向,即结构设计与控制方式,详细对比了国内外同类产品的优缺点,同时制定了本次设计六足机器人的主要性能指标,确定了本文的具体研究内容。其次,通过分析六足机器人的性能指标,提出了基于模块化蛇形机器人的快速搭建方案——以蛇形机器人模块化关节作为六足机器人...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Spirit火星探测车沉陷于火星表面
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文多足机器人能够适应各种复杂非结构环境，能够完成崎岖地面上的运输任务、野战战场上的侦察任务和外星环境下的探测任务[2]。近些年来为了更好地服务经济民生国内外许多学者正在进一步挖掘多足机器人的潜力，不断开发多足机器人的功能如此一来，随着科学技术的发展与变革，多足机器人将不仅仅是一种高性能的移动平台，更是一种新型功能装备，在各行各业中有着潜在的应用前景。综上，多足机器人代表未来机器人领域的一个重要发展方向，是一个国家综合科技实力的体现，未来也可以在近地轨道航天器的组装与维护工作上发挥不可替代的作用，如图 1-2 所示为多足机器人进行太空作业；因此我们需要尽快掌握多足机器人的核心技术，突破目前的理论瓶颈，对于提高我国的机器人科研水平具有重要的意义。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文机器人腿部拥有三个自由度，可以模拟生物螃蟹的横向步态运动[4]，大大增加了机器人运动的灵活性；Ariel 机器人采用“淹水”设计，海水可以从缝隙之间进入机器人内部，从而减小了海水浮力对机器人的作用，增大了机器人的附着力，有利于机器人行走的稳定性。此外，Ariel 机器人腿部关节运动范围较大，能够保证其在倾覆后依然能够行走，从而降低了因为海浪、紊流对机器人工作的影响，大大提高了机器人在水中的稳定性与可靠性[5]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hopf振荡器的六足机器人步态CPG模型设计[J]. 任杰,徐海东,干苏,王斌锐. 智能系统学报. 2016(05)
[2]具有手脚融合功能的多足步行机器人结构设计[J]. 王良文,王新杰,陈学东,唐维纲. 华中科技大学学报(自然科学版). 2011(05)
[3]六边形对称分布六腿机器人的典型步态及其运动性能分析[J]. 丁希仑,王志英,Alberto ROVETTA. 机器人. 2010(06)
[4]NOVEL FORMULATION OF STATIC STABILITY FOR A WALKING QUADRUPED ROBOT[J]. Chen XuedongSchool of Mechanical Scienceand Engineering,Huazhong University of Scienceand Technology,Wuhan 430074, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2003(02)
博士论文
[1]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]. 庄红超.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]链式四自由度机器人结构设计及重构策略研究[D]. 唐源.哈尔滨工业大学 2017
[2]重载液压六足机器人的单腿设计及仿真分析[D]. 高靖.吉林大学 2017
[3]基于多维度空间耦合的六足机器人非平坦地形下步态规划[D]. 阮惠祥.浙江工业大学 2017
[4]基于冲击阻抗能量裕度算法的六足机器人运动失稳控制方法[D]. 徐冬.浙江工业大学 2017
[5]重载六足液压机器人的行走机构分析[D]. 杨光.哈尔滨工业大学 2017
[6]基于Vortex平台的重载六足机器人动力学仿真研究[D]. 金马.哈尔滨工业大学 2013
[7]基于非线性振子的CPG步态生成器及其运动控制方法研究[D]. 于海涛.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3120323
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Spirit火星探测车沉陷于火星表面
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文多足机器人能够适应各种复杂非结构环境，能够完成崎岖地面上的运输任务、野战战场上的侦察任务和外星环境下的探测任务[2]。近些年来为了更好地服务经济民生国内外许多学者正在进一步挖掘多足机器人的潜力，不断开发多足机器人的功能如此一来，随着科学技术的发展与变革，多足机器人将不仅仅是一种高性能的移动平台，更是一种新型功能装备，在各行各业中有着潜在的应用前景。综上，多足机器人代表未来机器人领域的一个重要发展方向，是一个国家综合科技实力的体现，未来也可以在近地轨道航天器的组装与维护工作上发挥不可替代的作用，如图 1-2 所示为多足机器人进行太空作业；因此我们需要尽快掌握多足机器人的核心技术，突破目前的理论瓶颈，对于提高我国的机器人科研水平具有重要的意义。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文机器人腿部拥有三个自由度，可以模拟生物螃蟹的横向步态运动[4]，大大增加了机器人运动的灵活性；Ariel 机器人采用“淹水”设计，海水可以从缝隙之间进入机器人内部，从而减小了海水浮力对机器人的作用，增大了机器人的附着力，有利于机器人行走的稳定性。此外，Ariel 机器人腿部关节运动范围较大，能够保证其在倾覆后依然能够行走，从而降低了因为海浪、紊流对机器人工作的影响，大大提高了机器人在水中的稳定性与可靠性[5]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hopf振荡器的六足机器人步态CPG模型设计[J]. 任杰,徐海东,干苏,王斌锐. 智能系统学报. 2016(05)
[2]具有手脚融合功能的多足步行机器人结构设计[J]. 王良文,王新杰,陈学东,唐维纲. 华中科技大学学报(自然科学版). 2011(05)
[3]六边形对称分布六腿机器人的典型步态及其运动性能分析[J]. 丁希仑,王志英,Alberto ROVETTA. 机器人. 2010(06)
[4]NOVEL FORMULATION OF STATIC STABILITY FOR A WALKING QUADRUPED ROBOT[J]. Chen XuedongSchool of Mechanical Scienceand Engineering,Huazhong University of Scienceand Technology,Wuhan 430074, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2003(02)
博士论文
[1]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]. 庄红超.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]链式四自由度机器人结构设计及重构策略研究[D]. 唐源.哈尔滨工业大学 2017
[2]重载液压六足机器人的单腿设计及仿真分析[D]. 高靖.吉林大学 2017
[3]基于多维度空间耦合的六足机器人非平坦地形下步态规划[D]. 阮惠祥.浙江工业大学 2017
[4]基于冲击阻抗能量裕度算法的六足机器人运动失稳控制方法[D]. 徐冬.浙江工业大学 2017
[5]重载六足液压机器人的行走机构分析[D]. 杨光.哈尔滨工业大学 2017
[6]基于Vortex平台的重载六足机器人动力学仿真研究[D]. 金马.哈尔滨工业大学 2013
[7]基于非线性振子的CPG步态生成器及其运动控制方法研究[D]. 于海涛.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3120323
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