足式機器人具有運動靈活、抗側(cè)踢、抗慣力、落足點離散等特點,使其能完成常規(guī)的輪式和履帶式機器人無法完成的任務(wù),具有對非結(jié)構(gòu)化地形的高適應(yīng)性。隨著極端地形下的搶險救災(zāi)、極限作業(yè)、物品運輸?shù)榷囝I(lǐng)域的應(yīng)用需求日益明顯,四足機器人作為其中的典型代表,也逐漸暴露出存在的諸多問題。例如在非結(jié)構(gòu)化作業(yè)環(huán)境下,針對不同的環(huán)境需求,在機器人的設(shè)計方面存在需求耦合及排序混亂、機器人設(shè)計方法模糊、裝配元件沖突干涉等問題,這也對機器人整機性能的優(yōu)化提出了更大的挑戰(zhàn)。因此,液壓四足機器人設(shè)計過程中的方法研究,對其結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性有著重要意義,同時可為整個設(shè)計過程提供理論與技術(shù)支持。本文采用質(zhì)量功能展開（Quality Function Deployment,QFD）與設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣（Design Structure Matrix,DSM）相耦合,對液壓四足機器人的相關(guān)設(shè)計方法進行研究。主要的研究內(nèi)容如下:（1）需求排序主觀性消解及離散度聚類研究。針對液壓四足機器人在野外非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下存在的需求排序問題,利用模糊隸屬度模型,構(gòu)建模糊需求軟集合,消除信息傳遞中的模糊性與不確定性,通過逆向隸屬度云發(fā)生器,將定量信息轉(zhuǎn)化為... 

【文章來源】：北京建筑大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

國外四

第1章緒論22012年，東芝公司研發(fā)的福島探索者機器人[10]，如圖1-1(c)所示。主要用于對日本福島核電站現(xiàn)場環(huán)境的檢測，采用直流伺服驅(qū)動，可在核電站中攀爬樓梯以及越障，最高時速可達0.18km/h，續(xù)航可達1h。2013年，德國人工智能研究中心研發(fā)了一款類猿機器人[11]，如圖1-1(d)所示。機身采用并聯(lián)方式分別與軀干、骨盆相連接，使整機運行靈活度得以提升。在模擬月球環(huán)境中，類猿機器人完成多項復(fù)雜實驗，實現(xiàn)雙足支撐以及四足支撐的足端狀態(tài)轉(zhuǎn)變。當(dāng)需要機器人利用機械臂完成指定動作時，采用兩足支撐。當(dāng)行進于復(fù)雜路面時，則可切換到四足支撐，確保其重心平穩(wěn)。2015年，美國波士頓動力公司研發(fā)的Spot機器人[12]，如圖1-1(e)所示。利用電機驅(qū)動，達到了降噪的效果。該款機器人采用肘式關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)用范圍較廣，可在室內(nèi)以及室外實現(xiàn)多地形環(huán)境行走。2016年，美國波士頓動力公司研發(fā)的另一款SpotMini機器人[13]，如圖1-1(f)所示。與BigDog機器人不同，該款機器人采用全電動驅(qū)動，配置攝像頭、陀螺儀等傳感器裝置，組成了機器人的視覺系統(tǒng)，使其能在室內(nèi)自如行走。SpotMini機器人有深度視覺系統(tǒng)，能在樓梯、走廊等地方穿行，頭部安裝了機械臂，在側(cè)翻摔倒時，可利用手臂迅速爬起。(a)BigDog機器人(b)HyQ機器人(c)福島探索者機器人,(a)BigDogrobot,,,,,(b)HyQrobot,,,,,,,(c)Thefukushimaexplorerrobot(d)類猿機器人(e)Spot機器人(f)SpotMini機器人,(d)Ape-likerobot,,(e)Spotrobot,,(f)SpotMinirobot圖1-1國外四足機器人Fig.1-1Foreignquadrupedrobot1.2.2國內(nèi)四足機器人發(fā)展現(xiàn)狀我國對四足機器人的研究相對較晚，雖與國外的先進技術(shù)尚存一定差距，但山東大

國內(nèi)四

【參考文獻】：
期刊論文
[1]四足機器人工程特性沖突消解方法[J]. 路可欣,秦建軍,高磊.  工業(yè)工程. 2020(03)
[2]面向復(fù)雜產(chǎn)品元件裝配的流程建模與優(yōu)化[J]. 秦建軍,林鍵,路可欣.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2020(07)
[3]基于Lagrange與灰色關(guān)聯(lián)分析的工程特性耦合排序方法[J]. 路可欣,秦建軍.  北京建筑大學(xué)學(xué)報. 2019(03)
[4]非結(jié)構(gòu)環(huán)境需求下的液壓四足機器人設(shè)計[J]. 路可欣,秦建軍.  重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2019(09)
[5]產(chǎn)品質(zhì)量屋中用戶需求排序的耦合方法[J]. 秦建軍,路可欣.  北京建筑大學(xué)學(xué)報. 2019(02)
[6]基于LOWA算子的液壓四足機器人方案配置[J]. 路可欣,秦建軍,江磊,林鍵,高磊.  中國科技論文. 2019(06)
[7]液壓四足機器人設(shè)計沖突消解方法研究[J]. 秦建軍,路可欣,江磊,蘇波.  兵器裝備工程學(xué)報. 2019(07)
[8]基于QFD和FPBS的核輻射環(huán)境下電子槍轉(zhuǎn)運裝置設(shè)計[J]. 廖瑩,趙武,陳領(lǐng),趙海江,鄭蘭疆.  核動力工程. 2018(04)
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[10]仿獵豹四足機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[J]. 馬宗利,呂榮基,劉永超,張培強,王建明.  北京理工大學(xué)學(xué)報. 2018(01)

博士論文
[1]液壓驅(qū)動四足機器人能耗分析、優(yōu)化及動力系統(tǒng)研究[D]. 楊琨.山東大學(xué) 2019

碩士論文
[1]高速四足機器人液壓支腿動力學(xué)分析及運動控制[D]. 李加啟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]面向未知復(fù)雜地形的四足機器人運動規(guī)劃方法研究[D]. 周坤.浙江大學(xué) 2017
[3]基于QFD與TRIZ的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化研究[D]. 薛松丹.遼寧工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于QFD、TRIZ和CE的Q-T-C產(chǎn)品創(chuàng)新模型研究[D]. 胡江華.南昌大學(xué) 2010



本文編號：2922692