头部调节对山羊坡地行走平衡控制的影响研究
发布时间：2021-07-01 18:05
受耕地条件影响,我国丘陵山区适宜小型农业机械作业,但目前小型农业机械存在行走平衡性差等问题,故对小型农业机械行走平衡控制的研究十分迫切。因山羊经常在凹凸不平的地面上行走,故以山羊为研究对象,对其在坡地行走的运动参数进行研究分析。为仿山羊坡地行走机构的设计提供基础试验数据。1.构建山羊坡地行走局部和整体模型。基于山羊结构,描述山羊模型关键参数,采用D-H表示法、虚拟腿原理和拉格朗日功能平衡法对山羊进行运动学及动力学分析,得出运动学及动力学方程,建立相关模型,获取质心相关参数。2.设计完成山羊坡地行走试验。利用坡度自动调节系统提供不同试验坡度,从试验设计、试验对象、试验设备、试验场地、试验过程、试验数据处理与分析等方面介绍山羊不同坡地的试验过程。采用高速摄影系统采集不同坡度山羊运动参数数据进行分析研究,为动力学分析提供轨迹函数及速度等参数;采用角度传感器测量系统测量各腿部膝关节角度,并对数据进行初步分析。利用Matlab、Origin等相关软件计算模型相关数据,绘制相关图像。3.模型与试验结果对比分析。通过Matlab软件计算出头部和整体模型速度、加速度值,将模型得出的理论值与试验所测得的...
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国地形百分比Fig.1-1Percentageofchina’sterrain
河南科技大学硕士学位论文研发农机装备，提高农机部件和耕地利用率，以及促进山区机械化和农业装备发展具有研究意义[5-7]。因生物经过演化，已形成独特结构和方式。作为新兴学科仿生学是模仿生物，利用其结构功能研制装备的一项技术。为钻研其整体构造、运动控制方式，仿造出相似动物运动方式的山区行走机构提供新思路。将农业行走机构与仿生学原理相结合可提高农业装备稳定性、推进农业装备发展[8-12]。
图 1-2 丘陵山区Fig. 1-2 Hilly mountains四足动物具备协调和控制机能，当运动中有扰动时可保持稳定，也可以较高速度跨越复杂地面。当启动时，可使行走速度发生改变、并跨过障碍物，为研究仿生机构稳定性提供原型。因山羊相对其它动物，躯体较小，头骨较短，四肢坚实，其头部和躯体离地面较高，步态稳健，整体随四肢交替前进。能在平地或坡地等地面灵活快速行走，且运动范围较大，可远距离长久运动[13-16]。山羊因常在不平地面行走，足面能适应不同地形，故在坡地行走时运动阻力较小、能力较好、速度较快，为丘陵山区仿山羊坡地行走机构提供了生物原型，如图 1-3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]仿生鳍条姿态测量及其误差分析[J]. 欧世星,王光明,谭晓朋,郭晓俊. 计算机测量与控制. 2017(12)
[2]仿生四足机器人自适应粒子群优化控制[J]. 李冰,苏文海,息晓琳,靳亚东. 农机化研究. 2018(05)
[3]山羊坡地行走的步态分析[J]. 张伏,王唯,张国英,王俊,邱兆美,毛鹏军. 江苏农业科学. 2017(08)
[4]丘陵山区果园作业平台的设计与试验[J]. 樊桂菊,王永振,王建超,张晓辉. 农机化研究. 2016(08)
[5]六足步行机器人腿部机构运动学分析[J]. 张金柱,金振林,陈广广. 农业工程学报. 2016(09)
[6]一种描述人体头部运动范围的数学方法[J]. 李鹏. 科学技术与工程. 2016(05)
[7]基于四足机器人稳定性的对角步态规划[J]. 李宏凯,李志,郭朝龙,戴振东,李伟波. 机械设计. 2016(01)
[8]基于星状骨架模型的猪步态分析[J]. 朱家骥,朱伟兴. 江苏农业科学. 2015(12)
[9]基于SCS的四足仿生机器人运动仿真平台[J]. 张秀丽,龚加庆,刘虎. 北京交通大学学报. 2015(04)
[10]新型仿生猎豹机器人的机构设计与功能仿真[J]. 陶俊杰,臧红彬,蔡勇. 机械设计与制造. 2015(04)
博士论文
[1]中华绒鳌蟹运动机理分析及其运动学、动力学研究[D]. 张晓冬.吉林大学 2013
[2]基于圆形目标成像分析的人体头部姿态信息测量研究[D]. 刘磊.南京航空航天大学 2012
[3]德国牧羊犬运动特性及其运动模型研究[D]. 田为军.吉林大学 2011
[4]仿袋鼠跳跃机器人运动学及动力学研究[D]. 葛文杰.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]头尾调节装置对四足机器人动态运动性能的影响研究[D]. 龚加庆.北京交通大学 2015
[2]贺兰山岩羊步态运动学分析[D]. 刘喜玲.东北林业大学 2012
[3]仿山羊坡地行走机构的研究[D]. 张国英.河南科技大学 2011
[4]德国牧羊犬步态动力学分析与仿真研究[D]. 田为军.吉林大学 2008
[5]考虑尾巴的仿袋鼠跳跃机器人姿态稳定性研究[D]. 庞华华.西北工业大学 2007
[6]仿袋鼠跳跃机器人机构逆动力学及仿真研究[D]. 王迎春.西北工业大学 2006
本文编号：3259612
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国地形百分比Fig.1-1Percentageofchina’sterrain
河南科技大学硕士学位论文研发农机装备，提高农机部件和耕地利用率，以及促进山区机械化和农业装备发展具有研究意义[5-7]。因生物经过演化，已形成独特结构和方式。作为新兴学科仿生学是模仿生物，利用其结构功能研制装备的一项技术。为钻研其整体构造、运动控制方式，仿造出相似动物运动方式的山区行走机构提供新思路。将农业行走机构与仿生学原理相结合可提高农业装备稳定性、推进农业装备发展[8-12]。
图 1-2 丘陵山区Fig. 1-2 Hilly mountains四足动物具备协调和控制机能，当运动中有扰动时可保持稳定，也可以较高速度跨越复杂地面。当启动时，可使行走速度发生改变、并跨过障碍物，为研究仿生机构稳定性提供原型。因山羊相对其它动物，躯体较小，头骨较短，四肢坚实，其头部和躯体离地面较高，步态稳健，整体随四肢交替前进。能在平地或坡地等地面灵活快速行走，且运动范围较大，可远距离长久运动[13-16]。山羊因常在不平地面行走，足面能适应不同地形，故在坡地行走时运动阻力较小、能力较好、速度较快，为丘陵山区仿山羊坡地行走机构提供了生物原型，如图 1-3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]仿生鳍条姿态测量及其误差分析[J]. 欧世星,王光明,谭晓朋,郭晓俊. 计算机测量与控制. 2017(12)
[2]仿生四足机器人自适应粒子群优化控制[J]. 李冰,苏文海,息晓琳,靳亚东. 农机化研究. 2018(05)
[3]山羊坡地行走的步态分析[J]. 张伏,王唯,张国英,王俊,邱兆美,毛鹏军. 江苏农业科学. 2017(08)
[4]丘陵山区果园作业平台的设计与试验[J]. 樊桂菊,王永振,王建超,张晓辉. 农机化研究. 2016(08)
[5]六足步行机器人腿部机构运动学分析[J]. 张金柱,金振林,陈广广. 农业工程学报. 2016(09)
[6]一种描述人体头部运动范围的数学方法[J]. 李鹏. 科学技术与工程. 2016(05)
[7]基于四足机器人稳定性的对角步态规划[J]. 李宏凯,李志,郭朝龙,戴振东,李伟波. 机械设计. 2016(01)
[8]基于星状骨架模型的猪步态分析[J]. 朱家骥,朱伟兴. 江苏农业科学. 2015(12)
[9]基于SCS的四足仿生机器人运动仿真平台[J]. 张秀丽,龚加庆,刘虎. 北京交通大学学报. 2015(04)
[10]新型仿生猎豹机器人的机构设计与功能仿真[J]. 陶俊杰,臧红彬,蔡勇. 机械设计与制造. 2015(04)
博士论文
[1]中华绒鳌蟹运动机理分析及其运动学、动力学研究[D]. 张晓冬.吉林大学 2013
[2]基于圆形目标成像分析的人体头部姿态信息测量研究[D]. 刘磊.南京航空航天大学 2012
[3]德国牧羊犬运动特性及其运动模型研究[D]. 田为军.吉林大学 2011
[4]仿袋鼠跳跃机器人运动学及动力学研究[D]. 葛文杰.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]头尾调节装置对四足机器人动态运动性能的影响研究[D]. 龚加庆.北京交通大学 2015
[2]贺兰山岩羊步态运动学分析[D]. 刘喜玲.东北林业大学 2012
[3]仿山羊坡地行走机构的研究[D]. 张国英.河南科技大学 2011
[4]德国牧羊犬步态动力学分析与仿真研究[D]. 田为军.吉林大学 2008
[5]考虑尾巴的仿袋鼠跳跃机器人姿态稳定性研究[D]. 庞华华.西北工业大学 2007
[6]仿袋鼠跳跃机器人机构逆动力学及仿真研究[D]. 王迎春.西北工业大学 2006
本文编号：3259612
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