畢業(yè)論文(設(shè)計)基于solidworks跳躍機器人腿部機構(gòu)模型建立及運動仿真

畢業(yè)論文(設(shè)計)基于solidworks跳躍機器人腿部機構(gòu)模型建立及運動仿真

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1、基于solidworks跳躍機器人腿部機構(gòu)模型建立及運動仿真摘要:基于對青蛙生物特征和跳躍運動機理的分析,對復雜的關(guān)節(jié)、骨骼結(jié)構(gòu)進行簡化,提出了一種面向跳躍運動的機構(gòu)模型,并進行仿青蛙跳躍機器人設(shè)計。機器人前肢簡化為一個主動肩關(guān)節(jié)和一個被動肘關(guān)節(jié),后肢采用五桿機構(gòu)作為腿部主體,并增加腳掌和被動附拓關(guān)節(jié)以保證跳躍和著陸時的穩(wěn)定性,骸關(guān)節(jié)具有后擺和外擺兩個自由度以調(diào)整跳躍的姿態(tài)、方向和軌跡。機器人可以調(diào)整多種起跳姿態(tài)以滿足不同的跳躍要求;后肢通過單電機分時控制實現(xiàn)跳躍、空中收腿和能量調(diào)節(jié)動作,具有較高的功率密度;后肢五桿機構(gòu)具有與青蛙跳躍時相似的力學規(guī)律,起跳時通過與腳掌配合,可以降低提前離開地

2、面的可能,從而降低了能量損耗,模型建立后即可仿真。關(guān)鍵詞:跳躍機器人,青蛙,機構(gòu)設(shè)計,仿真BasedonsolidworksjumpingrobotlegmechanismmodelingandmovementsimulationAbstracts:Basedontheanalysisofbiologicalcharacteristicsandjumpingmovementmechmechanism,frog'scomplexjointandskeletonstructureissimplified.Amechanicalmodelisputforwardandthefrogjumpingr

3、obotisdesigned.Therobot'sforelimbissimplifiedasoneactiveshoulderjointandonepassiveelbowjointforthefunctionofsupportingandstanceadjusting.The5-barlingkagemechanismisusedasthemainpartofthehindlimb,ThetwoDOFsofcoxajointareusedforadjustingthepose,directionandtrajectoryofjump.TherobotcouldAchievemulti-s

4、tancetosatisfydifferentdemandforjump.Thehindlimbcouldrealizethemovementofjump,legconstrictioninairandenergyadjustingbysinglemotion,whichownshighdensityofactuator.The5-barlinkagemechanismofhindlimbcooperatedwithfoothassimilarprocessofthethrustforcewithfrogduringtake-offphase,whichpossessestheadvanta

5、gesoflowlikehoodofprematurelift-offandlow.Keywords:jumpingrobot,frog,mechanismdesign,simultionanimation目錄1前言12.跳躍機器人的研究狀況32.1跳躍機構(gòu)介紹32.2跳躍機器人研究現(xiàn)狀42.2.1研究方法分類42.3.運動方式分類62.3.1間歇性跳躍機構(gòu)72.4跳躍機器人相關(guān)介紹72.4.1兩種連續(xù)的跳躍機構(gòu)72.4.2離心力激勵型102.5課題的研究意義133.仿青蛙跳躍機器人機械系統(tǒng)設(shè)計143.1引言143.2仿青蛙跳躍機器人機構(gòu)模型研究143.2.1青蛙生物特征總結(jié)143.2.2機

6、器人機構(gòu)模型建立153.3仿青蛙跳躍機器人機械本體設(shè)計163.3.1機械本體設(shè)計準則163.3.2機器人前肢設(shè)計173.3.3機器人后肢設(shè)計193.3.4機器人機械本體273.3.5相關(guān)零件圖283.4仿青蛙機器人跳躍控制流程373.5本章小結(jié)384.裝配體的建立與動畫仿真39結(jié)論40參考文獻41II致謝44II太原工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計1前言機器人一般分為兩大類,即工業(yè)機器人和特種機器人。所謂工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種機器人或者說制造環(huán)境下的工業(yè)機器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機器人。同時又把這兩

7、類機器人的發(fā)展分為三代[1]:第一代是可編程的視教再現(xiàn)型機器人;第二代是具有一定感和自適應(yīng)能力的離線編程機器人;第三代是智能機器人。機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術(shù)??v觀機器人的昨天、今天和明天,機器人技術(shù)已成為當代研究活躍,應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域[2]。機器人的應(yīng)用情況,是一個國家高科技水平和工業(yè)自動化程度的重要標志和體現(xiàn)[3]。工業(yè)機器人作為生

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