连杆式整体闭链多足载运平台的设计与应用研究

发布时间：2024-11-19 07:43

　　随着移动机器人技术的飞速发展,地面无人移动平台的重要性与日俱增,被广泛地应用于物流运输、危险清除、巡逻监视等任务领域。任务环境中多样的非结构化地形对腿式移动平台的通过性、可靠性、承载性、续航性等提出了更高的要求。本文从机构学中闭链连杆机构的角度出发,以(6,7)型闭式运动链为单腿机构构型主线,发挥单自由度闭链机构的少驱动数量、高整体刚度和高旋转频率特性,采用分层阶梯式设计,首次系统地构建了标准化、通用化的整体闭链行走模块,对接功能需求集成多足载运平台,具备突出的行走稳定性、系统可靠性、任务载荷性和续航持续性。根据双四足与四四足行走系统的运动特性,开展理疗代步与山地载运应用研究。面对步态轨迹模式单一的问题,分别进行髋关节(连接元)与臀大肌(构件元)可重构变模式创新设计,实现传统闭链腿机构的适应性调节与大尺度障碍攀爬,突破多足稳定性与多腿通过性之间的壁垒。具体研究内容如下:(1)提出整体闭链多足行走系统的构造设计方法。总体架构采用分层阶梯式设计,系统性构造:闭链单腿机构,全闭链双腿单元,整体闭链行走模块与多足行走系统。进行(6,7)型,(8,10)型,(10,13)型闭链单腿机构的创造性设计...

【文章页数】：155 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 腿式移动系统发展概述
    1.3 模块化移动系统发展概述
    1.4 课题来源与研究内容
2 整体闭链多足行走系统的设计方法
    2.1 引言
    2.2 闭链单腿机构
    2.3 整体闭链行走模块
    2.4 整体闭链行走系统
    2.5 设计评判指标
    2.6 本章小结
3 全闭链双腿单元与整体闭链行走模块的研究
    3.1 引言
    3.2 全闭链双腿单元的设计与分析
    3.3 整体闭链行走模块的设计与分析
    3.4 本章小结
4 多足载运平台的总体设计与应用研究
    4.1 引言
    4.2 多足载运平台运动特性
    4.3 “焕马”多足康复理疗平台
    4.4 “铁马”多足山地载运平台
    4.5 本章小结
5 髋关节可重构整体闭链双四足行走系统的研究
    5.1 引言
    5.2 变拓扑闭链腿机构
    5.3 双模式可重构关节
    5.4 双四足系统双模式行走性能
    5.5 样机设计与实验
    5.6 本章小结
6 臀大肌可重构的整体闭链四四足行走系统的研究
    6.1 引言
    6.2 臀肌驱动轨迹重构
    6.3 垂直障碍攀爬
    6.4 纵坡攀爬能力
    6.5 仿真验证与样机实验
    6.6 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 应用与展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：4012257