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弹跳机器人弹跳机构的设计与仿真分析

制造业自动化 2014年第15期36卷 41-44页

作者：马文硕米洁北京信息科技大学机电工程学院北京100192

在仿生蝗虫跳跃机理的基础上,给出了弹跳机器人的弹跳机构设计方案,并从理论上分析了其可行性与优势。根据蝗虫腿部的跳跃特点,建立了弹跳机器人的弹跳机构模型。利用虚拟样机技术,对弹跳机器人进行仿真与分析,得出了弹跳机器人的位移... 详细信息

在仿生蝗虫跳跃机理的基础上,给出了弹跳机器人的弹跳机构设计方案,并从理论上分析了其可行性与优势。根据蝗虫腿部的跳跃特点,建立了弹跳机器人的弹跳机构模型。利用虚拟样机技术,对弹跳机器人进行仿真与分析,得出了弹跳机器人的位移、速度、蹬地力曲线,分析了不同参数对弹跳高度与距离的影响。然后通过仿真得到了弹跳机器人蓄力阶段的驱动力矩曲线,为弹跳机器人动力配置提供了依据。

关键词：弹跳机器人蝗虫弹跳机构虚拟样机仿真分析

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足球人墙弹跳机构的研究与设计

足球人墙弹跳机构的研究与设计

作者：卿笛陕西科技大学

学位级别：硕士

在足球任意球的教学训练中,已经广泛使用了人墙辅助装置。目前的足球人墙训练装置,可以通过外界控制实现自动上下跳跃,但是,跳跃机构不完全符合人体跳跃机理,不能准确模拟出在比赛条件下运动员组成人墙的动态防守状态。本课题是在原设... 详细信息

在足球任意球的教学训练中,已经广泛使用了人墙辅助装置。目前的足球人墙训练装置,可以通过外界控制实现自动上下跳跃,但是,跳跃机构不完全符合人体跳跃机理,不能准确模拟出在比赛条件下运动员组成人墙的动态防守状态。本课题是在原设计的电动模拟动态足球人墙训练样机的基础上,根据对跳跃机器人和人体起跳机理的分析,设计出具有仿人跳跃特性的足球人墙机械装置。本文主要开展了以下的研究工作:(1)在西安体育学院的协助下,对人体跳跃运动进行了实验研究。利用高速摄像机记录人体跳跃运动并进行后处理,在SBCAA&CAI SYSTEM软件中对其进行运动解析,得到了跳跃过程中步态参数和运动参数的实测数据,为人墙弹跳结构的设计以及运动学、动力学计算分析提供数据支撑。(2)根据原足球人墙样机结构和仿生机器人原理,对足球人墙机构进行系统的设计与装配,使其一方面具有仿人跳跃的性能,另一方面具有反射足球的人墙性能。并利用ANSYS Workbench对主要活动部件进行了拓扑优化和重新设计,得到更加轻质的最优人墙模型。(3)采用运动学正问题计算方法、位姿变换理论计算方法对样机的物理模型进行运动学计算,获得了各活动部件的运动学矩阵方程与运动轨迹曲线。并在ADAMS仿真软件中进行运动仿真,得到了各活动部件的运动参数曲线。(4)利用可变四次多项式插值方法和边界值条件对样机总质心在起跳相、腾空相与落地相三个阶段进行轨迹规划,得到了不同时段的不同运动轨迹。(5)分别利用拉格朗日方程法和弹簧阻尼原理建立物理模型的动力学方程和脚底外力方程,整合获得整个机构的动力学数学模型。在MATLAB中利用SimMechanics仿真模块建立样机的验证模型,对其进行动力仿真分析,得到模型输入力矩、起跳反作用力等动力曲线。

关键词：人墙弹跳机构机构设计运动学动力学

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跳跃机器人弹跳机构的设计

机械制造 2020年第10期58卷 12-14页

作者：秦楠徐翰乔大连科技学院机械工程学院辽宁大连116052

基于机器人力学理论与机械知识,设计了跳跃机器人弹跳机构。对这一弹跳机构的结构和工作原理进行了介绍,对相关参数进行了计算。这一弹跳机构由弹簧储能装置和中间连杆装置组成,能够实现跳跃机器人的周期性跳跃。

关键词：跳跃机器人弹跳机构设计

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弹跳机器人机构设计及动力学分析

兵工自动化 2017年第5期36卷 85-87页

作者：卜子雯王茂森戴劲松南京理工大学机械工程学院

为提高对较高的障碍物或沟渠的适应能力,对弹跳机器人进行机构设计并对其进行动力学理论分析。机器人的弹跳机构以对称形式为基础,选用气缸作为其动力源;以第二类拉格朗日方程和虚位移原理为理论基础,对机构进行动力学分析,并对弹跳机... 详细信息

为提高对较高的障碍物或沟渠的适应能力,对弹跳机器人进行机构设计并对其进行动力学理论分析。机器人的弹跳机构以对称形式为基础,选用气缸作为其动力源;以第二类拉格朗日方程和虚位移原理为理论基础,对机构进行动力学分析,并对弹跳机构进行虚拟样机仿真,得出其水平和垂直方向上的位移、速度、加速度的变化曲线图。仿真结果表明:该机器人能够通过较高障碍物,而双作用单活塞气缸的使用则为实现连续跳跃提供了可能性。

关键词：弹跳机器人弹跳机构动力学分析

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具有非线性弹跳力的仿袋鼠机构弹跳性能分析

机械设计 2008年第8期25卷 43-44,73页

作者：柏龙葛文杰陈晓红岳映章西北工业大学机电学院陕西西安710072

构建了一种仿袋鼠肢体的非线性弹跳力机构模型,将其与线性弹跳机构模型在起跳阶段进行了动力学比较,分析了两者的弹跳性能,并通过计算机模拟和原理样机试验说明了分析的正确性,为仿生弹跳探测机器人的研制提供了基础。

关键词：仿生机器人弹跳机构弹跳性能

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一种仿蝗虫弹跳机器人的设计与制作

中国机械工程 2023年第24期34卷 2946-2951页

作者：王铠迪陈岁繁唐威秦可成李其朋杨展刘阳邹俊浙江科技学院机械与能源工程学院杭州310023 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 安徽理工大学机械工程学院淮南232001

为了提高小型机器人的机动性,增加运动步态的多样性,基于蝗虫的身体结构和运动机理设计了一款仿蝗虫弹跳的跳跃机器人,机身主体采用3D打印制作而成。为了复现蝗虫的弹跳动作机理,在机器人主体的连接处安装了扭转弹簧来模拟蝗虫的SLP机构... 详细信息

为了提高小型机器人的机动性,增加运动步态的多样性,基于蝗虫的身体结构和运动机理设计了一款仿蝗虫弹跳的跳跃机器人,机身主体采用3D打印制作而成。为了复现蝗虫的弹跳动作机理,在机器人主体的连接处安装了扭转弹簧来模拟蝗虫的SLP机构(半月形储能机构),当机器人遇到障碍物时,扭转弹簧将储存的弹性势能释放,产生地面反作用力,实现机器人的弹跳从而越过障碍物。经实验验证,该机器人具有良好的跳跃性能,其跳跃距离可达100 cm,跳跃高度可达120 cm,约为自身身长的15倍。

关键词：仿生蝗虫弹跳机构扭转弹簧三维打印

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仿蝗虫跳跃机构设计与分析

北京航空航天大学学报 2013年第10期39卷 1348-1353,1359页

作者：尹军茂陈殿生沈奇北京航空航天大学机器人研究所北京100191

以蝗虫跳跃特性为依据,设计出一种仿蝗虫弹跳机构并对其弹跳机理进行研究.首先从生物学和机构运动学相结合的角度,对蝗虫的跳跃过程进行观察和分析,研究蝗虫后腿的跳跃机理,发现跳跃后腿膝关节在起跳过程中的重要作用.利用虚拟样机建立... 详细信息

以蝗虫跳跃特性为依据,设计出一种仿蝗虫弹跳机构并对其弹跳机理进行研究.首先从生物学和机构运动学相结合的角度,对蝗虫的跳跃过程进行观察和分析,研究蝗虫后腿的跳跃机理,发现跳跃后腿膝关节在起跳过程中的重要作用.利用虚拟样机建立蝗虫模型,对蝗虫的跳跃过程进行仿真.根据蝗虫跳跃机理和后腿结构特点,基于提高能量利用率和弹跳效率原则,设计出一种单自由度的仿蝗虫跳跃机构模型,对该机构在起跳阶段进行运动性能分析,通过与蝗虫跳跃仿真结果进行比较,证明该跳跃机构具有与蝗虫弹跳后腿近似的力学特性.最后通过机构的样机实验验证了分析结果,为进一步研究仿生高效的柔性跳跃机构奠定基础.

关键词：跳跃机器人蝗虫跳跃机理弹跳机构机构分析机构设计

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弹跳机器人动力学分析

南京航空航天大学学报 2006年第1期38卷 76-80页

作者：李保江南京航空航天大学机电学院南京210016

弹跳机器人可以跃过数倍于自身尺寸的障碍物或沟渠,对地形有较强的适应力。但是相对于已经实用化的其他类型机器人,弹跳机器人目前还处于研究阶段。本文把驱动机构和弹跳机构一起加以考虑,综合各种阻尼的影响,构建了两类弹跳机器人模型... 详细信息

弹跳机器人可以跃过数倍于自身尺寸的障碍物或沟渠,对地形有较强的适应力。但是相对于已经实用化的其他类型机器人,弹跳机器人目前还处于研究阶段。本文把驱动机构和弹跳机构一起加以考虑,综合各种阻尼的影响,构建了两类弹跳机器人模型。然后采用二阶拉格朗日方程,对其进行相应的动力学分析和比较,求出模型的动力学标准状态方程和弹跳高度的计算公式;并通过计算机模拟结果和试验结果的对比说明了分析的正确性。本文的分析结果同时适用于连续型和间隙型弹跳机器人的动力学分析。

关键词：机器人弹跳运动弹跳机构动力学分析

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弹跳式机器人研究

机器人 2003年第6期25卷 568-573页

作者：刘壮志席文明朱剑英吴洪涛南京航空航天大学机械电子工程研究所江苏南京210016

机器人在实际应用时 ,很多时候要求其具备弹跳装置以便跃过障碍物或沟渠 .而多轮驱动以及爬行机器人无法满足这种要求 ,因此迫切需要研制具有弹跳能力的机器人 .本文对当前各种弹跳机构的工作机理进行分析与比较。

关键词：机器人弹跳机构跳跃机弹簧