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考虑弹簧腿的四足机器人动力学分析与仿真

考虑弹簧腿的四足机器人动力学分析与仿真

作者：李蒙山东大学

学位级别：硕士

从机器人诞生到今天,机器人技术日益成熟。特别是近几十年来,随着机器人技术的迅猛发展,机器人的适用范围越来越广泛,实际工作中对机器人的要求也日益增多。相比于轮式机器人,足式机器人环境适应性强、运动灵活好,其中四足机器人综合性... 详细信息

从机器人诞生到今天,机器人技术日益成熟。特别是近几十年来,随着机器人技术的迅猛发展,机器人的适用范围越来越广泛,实际工作中对机器人的要求也日益增多。相比于轮式机器人,足式机器人环境适应性强、运动灵活好,其中四足机器人综合性能在足式机器人中最好,成为了各国科学家争相研究的热点。本文研究的野外高性能液压驱动四足机器人,具有高动态、高负载能力,腿部结构简单、紧凑等优点。但是刚性腿的机器人在正常行走中机体受到的冲击加速度非常大,可能会对控制系统造成干扰,使机器人难以控制,严重的话甚至可能损坏控制系统。同时,巨大的冲击也会造成腿部关节间隙增大,降低了机器人的控制精度。因此,本文考虑在机器人腿部加装弹簧缓冲装置,以减小机器人机体受到的冲击,保护机器人控制系统,保证其控制精度。文章首先详细综述了国内外四足机器人的发展和研究现状,然后采用D-H法建立起四足机器人的运动学模型,由坐标变换法得出机器人正、逆运动学方程式,并验证腿部关节角随足底轨迹变化的正确解。通过分析规划出四足机器人Trot步态下的足底路径。为使机器人从站立状态起步,在开始运动时采用半个幅度的步幅将机器人四条腿调整到合适的位置后再进入正常的Trot步态行走,同时用MATLAB模拟出该状态下从站立开始行走时机器人腿以及各关节的轨迹。随后建立了四足机器人的动力学模型,分析并采用拉格朗日法来求解四足机器人的运动学问题,得到了四足机器人的动力学方程组。机器人结构较为复杂,而在建模分析时完全精确的模型并不必要,因此本文为了降低模型的复杂程度对其进行合理的简化,采用三维造型软件UG建立了四足机器人机体结构,并将模型导入ADMAS建立起正确的虚拟样机模型。接着使用ADAMS对机器人样机进行仿真,通过分析机体的位移及其速度加速度曲线看出刚性腿机器人受到的冲击十分巨大,进而指出加装弹簧缓冲装置的必要性。在虚拟样机上设计安装弹簧缓冲装置并进行仿真分析,对比未加装弹簧缓冲装置时机器人的足底、机体冲击加速度和第一个关节的关节力,证明该装置对减小机体冲击有着显著的效果。为进一步有效发挥弹簧缓冲装置的作用,以弹簧阻尼系数为设计变量将弹簧参数化,分析并选取合适的ADAMS的优化分析方式对弹簧阻尼系数进行了初步优化分析,进一步减小了机体冲击加速度,并解决了机器人循迹性、稳定性变差等问题,有效地保护四足机器人控制系统的稳定性,为后期的机载液压站系统的安装提供良好的环境。

关键词：四足机器人弹簧腿 ADAMS仿真优化分析

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恐怖传说——谁是弹簧腿杰克?

奇闻怪事 2012年第9期 28-29页

作者：李云贵

据英国民间传说,臭名昭著的弹簧腿杰克是存于维多利亚时代的人物。弹簧腿杰克的传说之所以广泛传播,是因为他奇怪的现身方式、怪异的外型和一双怪腿的能力一直让人们好奇。也因为这样,弹簧腿杰克成为了数本经典科幻小说的题材以及众多... 详细信息

据英国民间传说,臭名昭著的弹簧腿杰克是存于维多利亚时代的人物。弹簧腿杰克的传说之所以广泛传播,是因为他奇怪的现身方式、怪异的外型和一双怪腿的能力一直让人们好奇。也因为这样,弹簧腿杰克成为了数本经典科幻小说的题材以及众多超能力想像的灵感来源。1837年9月的一个夜晚,伦敦一位商人在下班的途中见到了让他不敢置信的一幕:一个身影轻易越过了高耸的公墓围栏。这个神

关键词：弹簧腿米尔班克

来源：博看期刊

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仿生轮胎形救援车:“弹簧腿”提供牵引力

读写算(科技知识动漫) 2015年第5期 4-4页

受撒哈拉沙漠中的滚金蜘蛛启发,设计师设计了一款未来军事救援车,这款救援车为独轮设计的全地形车,在战场上士兵受伤需要运输这种紧急情况下可派上大用场。救援车利用仿生科技,适合在森林、峭壁和深谷这种即使救援飞机也难以施救的地方... 详细信息

受撒哈拉沙漠中的滚金蜘蛛启发,设计师设计了一款未来军事救援车,这款救援车为独轮设计的全地形车,在战场上士兵受伤需要运输这种紧急情况下可派上大用场。救援车利用仿生科技,适合在森林、峭壁和深谷这种即使救援飞机也难以施救的地方使用。它搭载雷达定位系统,可以传输受伤士兵的位置,并马上将他们运送到附近医务所。该

关键词：救援车弹簧腿仿生轮胎牵引力

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管道机器人的机构设计与通过性分析

矿山机械 2010年第4期38卷 34-37页

作者：王明盛朱洪俊崔莉娟西南科技大学四川绵阳621000

分析了弹簧腿管道机器人的力学特性和适应范围,以及丝杠螺母管道机器人的力学特性和通过性。通过比较这两种机器人的优缺点,综合其特点提出了弹簧丝杠管道机器人的机构设计方法,并分析了该机器人的通过性。分析得知,该机器人在越过障碍... 详细信息

分析了弹簧腿管道机器人的力学特性和适应范围,以及丝杠螺母管道机器人的力学特性和通过性。通过比较这两种机器人的优缺点,综合其特点提出了弹簧丝杠管道机器人的机构设计方法,并分析了该机器人的通过性。分析得知,该机器人在越过障碍时,可以始终与管道内壁紧密接触,不仅可以使正压力始终保持在合适的范围内,而且增大了越障的成功率。

关键词：弹簧腿丝杠螺母管道机器人

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蜗牛先生的快递公司

学苑创造(1-2年级阅读) 2021年第6期 22-26页

作者：姜微

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振动槽的设计与计算

中国茶叶 1981年第1期 10-12页

作者：王钟音

振动槽被引用到茶叶生产输送中来,时间虽不长,但在制茶工业中一般都乐于采用。这是因为振动槽具有结构简单,动力消耗少,噪音小,送料均匀,不会损碎茶叶等优点。同时在一条振动槽上可以分成数格,用以输送几种不同的茶叶,起到几条输送带的... 详细信息

振动槽被引用到茶叶生产输送中来,时间虽不长,但在制茶工业中一般都乐于采用。这是因为振动槽具有结构简单,动力消耗少,噪音小,送料均匀,不会损碎茶叶等优点。同时在一条振动槽上可以分成数格,用以输送几种不同的茶叶,起到几条输送带的作用。诚然,振动槽的优点很多,但是它还存在着一定的局限性。它只能爬坡度很小的坡,基本上只能作平面输送用。

关键词：弹簧腿夹角槽体扁钢

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NBA10大飞毛腿

当代体育（扣篮） 2004年第36期 56-57页

“土豆”韦伯,身高1.70米,体重60公斤,在NBA共打了12个赛季,出战814场常规赛。相对于那毫不起眼的身材,他在NBA的表现十分耀眼。在1986年全明星周末扣篮大赛上,他凭借一双弹簧腿力压群雄,获得扣篮大赛冠军,震惊当时篮坛。人们很难想像... 详细信息

“土豆”韦伯,身高1.70米,体重60公斤,在NBA共打了12个赛季,出战814场常规赛。相对于那毫不起眼的身材,他在NBA的表现十分耀眼。在1986年全明星周末扣篮大赛上,他凭借一双弹簧腿力压群雄,获得扣篮大赛冠军,震惊当时篮坛。人们很难想像他是怎样克服地球引力“飞”

关键词：常规赛弹簧腿力压群雄地球引力艾弗森急停跳投斯塔德迈尔 NBA10 火箭队技术统计

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军迷百宝箱

小哥白尼（军事科学） 2015年第5期 12-13页

想要了解军事界的最新动向?想戛做一个走在信息前沿的小军迷?打开百宝箱,新奇的、好玩的、古怪的、不可思议的……各类军事快报,让你过足瘾!激光武器不消停虽说至今还没见到真面目,可激光武器的研制却一直没有消停过。这不,洛克希德.马... 详细信息

想要了解军事界的最新动向?想戛做一个走在信息前沿的小军迷?打开百宝箱,新奇的、好玩的、古怪的、不可思议的……各类军事快报,让你过足瘾!激光武器不消停虽说至今还没见到真面目,可激光武器的研制却一直没有消停过。这不,洛克希德.马丁公司这次又用激光武器搞起了"破坏"。在一次外场试验中,工作人员用新研制的30千瓦光纤激光武器系统,成功命中了约1.6千米外的一辆卡车引擎。

关键词：激光武器洛克希德马丁公司飞行表演外场试验防空导弹系统弹簧腿俄军兰卡威救援任务

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辨眼镜架质量有五招

质量指南 2003年第Z3期 49-49页

选择眼镜架除了要讲究式样、色泽、形状、规格外,其质量、耐用性、坚固性、可靠度等,也都是配镜者关心的事。一看表面尽量选择表面清晰,有光泽,无划痕、碰伤、腐蚀等毛病的眼睛架。二看“铭记”正规厂家生产的镜架,除打印上货号、规... 详细信息

选择眼镜架除了要讲究式样、色泽、形状、规格外,其质量、耐用性、坚固性、可靠度等,也都是配镜者关心的事。一看表面尽量选择表面清晰,有光泽,无划痕、碰伤、腐蚀等毛病的眼睛架。二看“铭记”正规厂家生产的镜架,除打印上货号、规格、尺寸外,还印有牌号(或拼音、英语)。经过商标注册的镜架,还打印上“R”字样,如果是二等品或三等品,镜架上则打印“2”或“3”字样,公开告诉消费者这不是正品,以保护厂家和产品的信誉。三看结构把眼镜架的两腿拉开,平放在玻璃板或台面上,镜身与镜腿要倾斜10～12度的角,两个镜圈要一样大,两条镜腿应一样长,两个鼻托需一样高。

关键词：眼镜架耐用性坚固性可靠度商标注册配镜试镜架碰伤镜身弹簧腿