【摘要】：為了滿足危險(xiǎn)環(huán)境下的工作要求,極大可能地降低危險(xiǎn)環(huán)境所帶來的危害,本文提出了一種3-CUR并聯(lián)機(jī)構(gòu)的輪腿式機(jī)器人,用來進(jìn)行危險(xiǎn)環(huán)境下的探索。本文將3-CUR并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為輪腿式機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu),這樣的設(shè)計(jì)大大提升了輪腿式移動(dòng)機(jī)器人的承載能力,可以適用于一些相對復(fù)雜、危險(xiǎn)的環(huán)境中,代替人工進(jìn)行探測和救援等任務(wù)。本文首先設(shè)計(jì)出了3-CUR并聯(lián)輪腿式移動(dòng)機(jī)器人的整機(jī)結(jié)構(gòu),其中包含了對腿部結(jié)構(gòu)、輪子傳動(dòng)以及輪腿切換裝置的設(shè)計(jì),采用了四個(gè)完全相同且相互獨(dú)立的輪腿系統(tǒng)。每條腿在行走時(shí)用三個(gè)伺服電機(jī)來進(jìn)行控制,能夠使腿部進(jìn)行抬起-擺動(dòng)-落下等動(dòng)作來向前行走。并闡述了3-CUR并聯(lián)輪腿式移動(dòng)機(jī)器人在各個(gè)運(yùn)動(dòng)模式下的工作原理。其次,本文以3-CUR并聯(lián)輪腿式移動(dòng)機(jī)器人的腿部機(jī)構(gòu)作為研究對象,應(yīng)用螺旋理論對3-CUR并聯(lián)機(jī)構(gòu)建立了支部螺旋系,計(jì)算出了3-CUR并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度,并且使用了D-H法對該機(jī)構(gòu)建立了連桿坐標(biāo)系分析了其位置反解。并且使用了三維動(dòng)態(tài)法與數(shù)值搜索法求得3-CUR并聯(lián)結(jié)構(gòu)的工作空間,并對其工作空間進(jìn)行了闡述。然后從四足步態(tài)出發(fā),應(yīng)用靜態(tài)穩(wěn)定性原理和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性原理對3-CUR并聯(lián)輪腿式移動(dòng)機(jī)器人的穩(wěn)定性作出了判斷,并且我們從四足移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間的需求量和前進(jìn)方向上的最大穩(wěn)定裕度這兩個(gè)方面來進(jìn)行考慮,選取了一種適用于3-CUR并聯(lián)輪腿式移動(dòng)機(jī)器人的步態(tài)方式。最后采用Solidworks軟件對3-CUR并聯(lián)輪腿式移動(dòng)機(jī)器人在給定步態(tài)方式下進(jìn)行了仿真,得出3-CUR并聯(lián)輪腿式移動(dòng)機(jī)器人在此步態(tài)下的步長與步高,以及在行走過程中質(zhì)心的變化曲線。然后模擬了3-CUR并聯(lián)輪腿式機(jī)器人在跨越凸臺和溝壑的運(yùn)動(dòng)過程,得出了3-CUR輪腿式機(jī)器人可以翻越凸臺的最大高度和溝壑的最大寬度,并分析了在跨越凸臺和溝壑時(shí)質(zhì)心的變化情況以及在此運(yùn)動(dòng)過程中各個(gè)腿部電機(jī)的受力情況。
【圖文】：

UPMC機(jī)器人

勇氣號火星探測車1997年7月Sojourner[22]
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242

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本文編號：2632005