偵察機器人是一種特殊的移動機器人,需要有卓越的機動性能以及優(yōu)異的隱蔽工作能力。本課題即是面向災(zāi)后搜救、建筑檢測、軍事偵察等需求,研制一種具有陸空兩棲運動能力,具備偵察、感知、操作等功能的機器人。本文從需求出發(fā),總結(jié)比較了空中以及陸地行動方式的優(yōu)劣,提出了一種結(jié)合旋翼以及仿生爬行兩種運動模式的飛爬機器人,模仿螳螂的運動姿態(tài),研制機器人樣機并進行了仿真驗證及試驗研究。根據(jù)昆蟲腿結(jié)構(gòu),本文設(shè)計了三段式仿生腿,求解了單腿的最大步長、最大越障高度等指標(biāo),指導(dǎo)了腿節(jié)比例的優(yōu)化設(shè)計。進一步建立了結(jié)合控制的機構(gòu)動力學(xué)模型,對機器人在飛行著陸狀態(tài)下的響應(yīng)進行了仿真。制造了樣機并將試驗與仿真結(jié)果進行比較,驗證了控制算法的有效性以及仿真模型的準(zhǔn)確性。生物腿部的柔性在足式運動過程中起到重要的作用。據(jù)此,本文提出了一種小型串聯(lián)粘彈性驅(qū)動器,并針對該驅(qū)動器開發(fā)了閉環(huán)位置以及力控制算法。為精確識別驅(qū)動器的參數(shù),對所用的聚氨酯肌腱建立了五項Mooney-Rivlin超彈模型疊加Prony級數(shù)表示的粘彈模型,取得了良好的擬合效果�；谠摫緲�(gòu)模型,建立了驅(qū)動器的仿真模型,結(jié)合研制的試驗平臺,驗證了驅(qū)動器的實用性及控制算法的...

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1 MALV II飛爬機器人[2]

MALV是一種高度仿生的飛爬結(jié)合的機器人,利用電機驅(qū)動一對輪足用以在地面爬行,利用螺旋槳作飛行動力,采用柔性的固定翼的形式飛行。其第二代產(chǎn)品MALVII機身長21.6厘米。翼展30.5厘米,總重118克,空中飛行速度可達11米每秒,飛行續(xù)航15分鐘,地面運動速度0.3米每秒,爬....

圖1-2仿生多模態(tài)機器人DALER[3]

LudovicDaler等人研制了一種仿蝙蝠機器人,利用螺旋槳配合固定翼的形式進行飛行,機翼可以折疊變形,能夠在地面運動狀態(tài)下收起,并利用翼端旋轉(zhuǎn)的三角形部分進行爬行。該機器人質(zhì)量約400克,翼展達到了72厘米,飛行速度最高可達20米每秒,爬行速度較低,為6厘米每秒[3]。同樣....

圖1-3兩棲機器人SCAMP[4]

斯坦福大學(xué)的MorganTPope等人研制了一種采用旋翼作為的動力的兩棲機器人SCAMP,不同的是它可以通過自身結(jié)構(gòu)引導(dǎo),自主從飛行狀態(tài)調(diào)整姿態(tài)攀附在垂直墻面上,利用其仿生抓鉤在墻面上爬行。在著墻以及爬行的過程中,旋翼提供的推力能夠輔助機器人穩(wěn)定姿態(tài),直至產(chǎn)生足夠的附著力;在....

圖1-4飛行爬壁兩棲機器人[5]

南京理工大學(xué)劉永等人設(shè)計了一種兼具有飛行以及爬壁兩棲能力的機器人[5],其利用旋翼作為飛行平臺,搭載兩個互相獨立運動的吸附足,吸附足采用真空吸附的方式攀附在平面上,兩個足交替攀附即可實現(xiàn)爬壁功能,如圖1-4所示。該機器人運動靈活,可以吸附在任意光滑平面上并利用雙足爬行或靜默棲息,....

本文編號：4023546