單足機(jī)器人垂直跳躍落地碰撞沖擊力分析
本文選題:單足機(jī)器人 + 垂直跳躍; 參考:《哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》2017年07期
【摘要】:為研究落地碰撞沖擊力的變化規(guī)律,針對(duì)垂直跳躍單足機(jī)器人球面尼龍足底與橡膠地面的碰撞過程,建立由支撐腿和機(jī)身的動(dòng)力學(xué)模型、橡膠地面大變形黏彈性力學(xué)模型和氣缸上下腔氣體熱力學(xué)模型組成的整體數(shù)學(xué)模型和仿真模型.仿真結(jié)果表明:壓縮階段遞增的彈性力和先增后減的阻尼力使地面沖擊反力先增大后減小,恢復(fù)階段快速減小的彈性力和反向阻尼力共同作用導(dǎo)致沖擊反力單調(diào)減小;最大沖擊力隨下落高度、橡膠貯能模量的增大和橡膠墊厚度的減小單調(diào)增大,隨橡膠耗能因子與頻率比值的增大先減小后增大;單足機(jī)器人0.1 m垂直跳躍落地碰撞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果的相對(duì)誤差7.6%,驗(yàn)證了所采用理論分析方法和仿真結(jié)果的正確性.
[Abstract]:In order to study the change of impact force of landing impact, a dynamic model of support leg and fuselage was established in view of the collision process between spherical nylon foot and rubber ground of vertical hopping monopod robot. The integral mathematical model and simulation model of large deformation viscoelastic mechanics model of rubber ground and gas thermodynamics model of upper and lower cylinder cavities. The simulation results show that the increasing elastic force at compression stage and damping force at first increase and then decrease the ground impact reaction force, and the rapid reduction of elastic force and reverse damping force in recovery stage result in monotone reduction of impact reaction force. The maximum impact force increases monotonously with the decrease of rubber energy storage modulus and rubber cushion thickness, and decreases first and then increases with the increase of the ratio of rubber energy dissipation factor to frequency. The experimental results show that the relative error between the experimental data and the simulation results is 7.6, which verifies the correctness of the theoretical analysis method and the simulation results.
【作者單位】: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)船舶與海洋工程學(xué)院;
【基金】:機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(SKLRS-2011-MS-02)
【分類號(hào)】:TP242
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