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柔性仿壁虎机器人的研究

李冰  
【摘要】:生物壁虎能够在光滑竖直的壁面上自如行走,在紧急情况下能够贴在天花板上快速移动。壁虎的脚掌通过外翻和内收完成与壁面的脱离和黏附。通过模仿壁虎的灵活运动和黏附方式,研制一种柔性仿壁虎机器人,该机器人在环境适应性方面具有更高的实用价值。 本文首先详细介绍了仿壁虎爬壁机器人的研究现状,进而阐述柔性仿壁虎机器人研究的意义和内容。通过对壁生理特点和运动方式的大量调研,提出柔性仿壁虎机器人的总体方案设计。在总体方案设计的基础上,设计了基于一条边长可变四边形驱动的机器人本体结构。对该结构进行了自由度计算,通过对关节结构的改进,避免了机器人在运动过程中黏附阵列与接触面之间产生较大的切向力。对机器人本体的驱动关节进行了受力仿真,为机器人选择了驱动器。利用三维快速打印成型技术加工了机器人本体。接着根据壁虎脚掌的外翻和内收特点,设计并研制了具有柔性的可采用仿壁虎微纳米粘附阵列材料的仿壁虎柔性脚掌。对该脚掌进行了力学分析与计算。仿壁虎柔性脚掌采用伺服舵机作为脚掌外翻和展平的驱动器。采用单片机对伺服舵机控制,实现脚掌的外翻和展平。制作了柔性脚掌系统并对其进行了黏附和脱离实验。 最后,为柔性仿壁虎机器人设计了对角线步态,将所建立的三维模型导入ADAMS软件中对所设计的对角线步态进行仿真,仿真结果表明该步态是可行的。设计了机器人的硬件系统和控制程序。硬件系统是以Atmel公司的Atmega64单片机为控制核心,设计了用于控制伺服舵机的外围电路。基于所设计的机器人运动步态编写机器人控制程序,对机器人进行爬行实验,根据实验结果对控制程序进行了适当的修改,修改后的实验表明机器人能够按照预期的步态进行运动,能够在30度的斜面上爬行。


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2 本报记者 于春美;小壁虎带来百万财富[N];新农村商报;2010年
3 常丽君;壁虎脚机器人能飞檐走壁[N];科技日报;2010年
4 张小军;壁虎因何能走壁[N];福建日报;2002年
5 达之 编译;科学家揭开壁虎飞檐走壁之谜[N];北京科技报;2005年
6 记者 张小军;壁虎何能飞檐走壁[N];新华每日电讯;2002年
7 邓理有;趣话壁虎[N];中国医药报;2001年
8 远征;天龙货少后市价格趋升[N];中国中医药报;2007年
9 露 水;壁虎“赛跑”验证“适者生存”[N];大众科技报;2004年
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