【摘要】： 步行機(jī)器人因其在非結(jié)構(gòu)環(huán)境中有著良好的移動(dòng)性能,歷來被各國研究者所重視。然而大多數(shù)步行機(jī)器人均為整體開鏈?zhǔn)綑C(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)剛度差,機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)比較復(fù)雜等,限制了步行機(jī)器人的發(fā)展以及推廣使用。 空間閉鏈連桿機(jī)構(gòu)剛度好,自由度少、運(yùn)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn),因此本文研究對(duì)象為閉鏈靈巧步行移動(dòng)機(jī)構(gòu)。提出基于空間閉鏈連桿機(jī)構(gòu)的步行機(jī)器人研究思路,設(shè)計(jì)新型的閉鏈步行機(jī)構(gòu)。 首先,基于空間四桿RCCR機(jī)構(gòu),提出三類新型空間四桿RCCR兩足步行機(jī)構(gòu)。著重分析了這類機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理以及運(yùn)動(dòng)特性。根據(jù)上述步行機(jī)構(gòu)移動(dòng)原理,拓展出一類空間五桿3R2C兩足步行機(jī)構(gòu)以及三類空間六桿4R2C步行機(jī)構(gòu)。 其次,基于閉鏈全移動(dòng)副,提出了一系列步行機(jī)構(gòu)的可行方案,分析了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)步態(tài)以及機(jī)構(gòu)的編碼控制規(guī)律。主要包括：(1)兩種空間四桿4P步行機(jī)構(gòu)；(2)三種空間六桿步行機(jī)構(gòu)；(3)空間八桿12P步行機(jī)構(gòu)。 其三,對(duì)上述機(jī)構(gòu),通過計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理,并分析了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性。根據(jù)ZMP法對(duì)兩種空間四桿RCCR步行機(jī)構(gòu)、一種空間五桿2C3R步行機(jī)構(gòu)和全移動(dòng)副空間4P步行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析,討論了影響機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性的因素。 最后,制作兩臺(tái)RCCR步行機(jī)構(gòu)樣機(jī)和一臺(tái)4P機(jī)構(gòu)的樣機(jī),驗(yàn)證了步行方案的可行性。 本論文工作拓展了步行機(jī)器人的研究內(nèi)容,也為研究更多的步行機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。由于空間連桿機(jī)構(gòu)綜合理論比較完善,機(jī)構(gòu)組成方式自由,易于在上空間拓展,因此設(shè)計(jì)其他更靈巧的步行機(jī)構(gòu)有著較大的研究空間。
【圖文】：

拿大著名機(jī)器人學(xué)家J.Angeles教授遠(yuǎn)滯后于它的技術(shù)開發(fā)步伐”�，F(xiàn)有、四足、六足、八足甚至更多。其數(shù)足能產(chǎn)生有效的步態(tài)[5]。國內(nèi)外步時(shí)的“木牛流馬’夕。國外有據(jù)可查的行機(jī)器人歷經(jīng)百年的發(fā)展，取得了長。和液壓控制實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人。早在和Baldwin(1966年)就使用凸輪連桿機(jī)機(jī)。這一階段比較典型的是Mosher，如圖1.1所示。步行車的四條腿由液上的位置傳感器完成位置檢測功能。越障礙的功能，，被視為是現(xiàn)代步行機(jī)

圖1.2八足步行機(jī)“DANTEll”Fig.1.2Eight一leggedwalkingmaehine日本的ShigcoHirose研制了8代的TITAN系列四足步行機(jī)器人。在這8的步行機(jī)器人中，以TITAN一111、TITAN一Vll、TTEAN一Vlll(圖1.3)三類機(jī)器為主要突破點(diǎn)。TITAN一川l0]的足端裝有傳感器和信號(hào)處理系統(tǒng)，可自動(dòng)檢測與接觸的狀態(tài)。TITAN一vll[’0]可作為移動(dòng)的平臺(tái)在崎嶇和陡峭的地方步行，能夠現(xiàn)避障的功能;同時(shí)步行腿也能作為操縱器使用，能夠自主超過巧度的斜坡，器人可在導(dǎo)線的牽引下爬越70度的斜坡，值得注意的是:TITAN一Vn與TITAN機(jī)器人的腿部機(jī)構(gòu)均是采用四桿機(jī)構(gòu)的縮放步行機(jī)構(gòu)。TITAN【’‘]系列較新的四步行機(jī)器人TITAN一Vlll，它采用開環(huán)連桿機(jī)構(gòu)作為其步行機(jī)構(gòu)，它的腿可作為力的工作臂，用于探測地雷和進(jìn)行排雷操作。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH112.1

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 張楠;履帶連桿復(fù)合移動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究[D];北京交通大學(xué);2011年

2 程果;三對(duì)傳力桿空間相交軸RCCR機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析—傳力桿受推力時(shí)的影響[D];鄭州大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2664221