生物的運(yùn)動(dòng)方式多種多樣,而波形運(yùn)動(dòng)作為自然界最基本的運(yùn)動(dòng)方式之一,由于其所具有的多自由度,因而擁有更強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性。生物蛇被廣泛地作為研究波形運(yùn)動(dòng)機(jī)理的研究對(duì)象,但是其龐大的神經(jīng)系統(tǒng)和復(fù)雜的肌肉骨骼結(jié)構(gòu),阻礙了波形運(yùn)動(dòng)機(jī)制的深入研究。在波形運(yùn)動(dòng)研究中,因?yàn)樾沱愲[桿線蟲(C.elegans)與生物蛇的運(yùn)動(dòng)形體及方式相似,并且具備結(jié)構(gòu)簡單、易于分析等優(yōu)點(diǎn),所以該線蟲為研究波形運(yùn)動(dòng)機(jī)制提供了一個(gè)理想的研究模型。仿生機(jī)器人路徑規(guī)劃研究具有重要的實(shí)用與社會(huì)價(jià)值,因此本文針對(duì)秀麗隱桿線蟲波形運(yùn)動(dòng)特征,對(duì)爬蟲機(jī)器人系統(tǒng)、波形運(yùn)動(dòng)模式、路徑規(guī)劃等方面進(jìn)行了研究。本文研究工作可分為以下三個(gè)部分:1.仿生爬蟲機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建。本文分析了秀麗隱桿線蟲本體感受回饋機(jī)制下波形運(yùn)動(dòng)的原理,并對(duì)其肌肉解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,由此建立了線蟲身體模型。同時(shí),也分析了該線蟲的幾種基本運(yùn)動(dòng)行為,在這些行為基礎(chǔ)上,選擇了組成爬蟲機(jī)器人系統(tǒng)的元件,構(gòu)建了仿生爬蟲機(jī)器人。2.秀麗隱桿線蟲波形避障行為仿真。根據(jù)秀麗隱桿線蟲波形運(yùn)動(dòng)的機(jī)理,建立了波形運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型和線蟲轉(zhuǎn)向模型。然后利用探測(cè)感受器來獲取線蟲與環(huán)境中障礙物的相對(duì)位置關(guān)系... 

【文章來源】：重慶郵電大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

線蟲波形運(yùn)動(dòng)模式

選取了相應(yīng)的功能模塊，并且保證所構(gòu)建的爬蟲機(jī)器人波形運(yùn)動(dòng)行為基本功能正常。圖2.6 爬蟲機(jī)器人原理圖運(yùn)動(dòng)行為運(yùn)動(dòng)邏輯肌肉模型 波形運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)決策控制器連桿結(jié)構(gòu)決策能力肌肉系統(tǒng)提出 控制產(chǎn)生轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)建模構(gòu)建控制感知爬蟲機(jī)器人

固定螺絲口分別與不同關(guān)節(jié)相連接，這樣電機(jī)收到指令發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，就可以產(chǎn)生關(guān)節(jié)間的相對(duì)偏轉(zhuǎn)。這種方案在結(jié)構(gòu)上不復(fù)雜，而且后期處理也較為容易。圖2.8 電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方案 圖2.9 AX-12A舵機(jī)電機(jī)選用的是Dynamixel系列機(jī)器人舵機(jī)AX-12A舵機(jī)。AX-12A舵機(jī)如圖2.9所示，該電機(jī)具有智能化程度高、便于操作控制、集成程度高、負(fù)載能力高和輸出穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。并且其不同于傳統(tǒng)舵機(jī)采用PWM控制運(yùn)動(dòng)，而是通過串行通信的方式。相對(duì)于其他舵機(jī)（只作為單純的執(zhí)行器）來說，該舵機(jī)能夠提供角度、角速度、力矩、電機(jī)溫度等實(shí)時(shí)反饋信息，對(duì)于研究相關(guān)機(jī)制提供了很好的硬件設(shè)備。AX-12A舵機(jī)的具體參數(shù)如表2.1所示。表2.1 AX-12A舵機(jī)的相關(guān)參數(shù)型號(hào) AX-12重量(g) 55減速比 1/254輸入電壓(V) 7 10最大扭矩(kgf·cm) 12 16.5轉(zhuǎn)速(s/60°) 0.269 0.1962.3.4 通訊模塊無線通訊模塊XBee采用的是Zig Bee無線通訊協(xié)議，提供遠(yuǎn)程通信的硬件基礎(chǔ)。因?yàn)樗x擇的控制器集成了XBee模塊的網(wǎng)絡(luò)套接字，這成為選擇此模塊最主要的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2940344