收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于部分柔顺的腿式机器人的研究

杨德森  
【摘要】:近年来,腿式机器人因其可以适应复杂多变的地形环境,逐渐成为研究的热门。目前腿式机器人大多数都是纯刚性的机构,其只能借助弹簧、扭簧、润滑剂等辅助件,实现减振、抗冲击、减少摩擦和磨损等性能。而柔顺机构是通过自身变形来实现运动、力和能量的传递与转换的。柔顺机构可以从结构设计上解决上述纯刚性腿式机器人的弊端。本文为了提高腿式机器人在减振、抗冲击、减少磨损等方面的性能,设计了接触辅助变刚度弯曲增强装置和柔顺机械足,并在此基础上参照人腿的运动原理和尺寸比例,设计了刚柔耦合的腿式机器人。论文完成的主要工作有:(1)以增强新型交叉簧片式柔性铰链在转动方向上的承载能力和抗冲击能力为背景,设计了接触辅助变刚度弯曲增强装置,并对该装置进行理论分析;通过对上述装置进行有限元仿真和实验测试,验证了理论分析结果的准确性。(2)基于接触辅助变刚度弯曲增强装置的变刚度原理,设计了一种应用于腿式机器人足端的柔顺机械足,并选择六杆七副腿式机构检验柔顺机械足的柔顺特性;运用ADAMS仿真软件对应用柔顺机械足的六杆七副机构进行振动测试,证实了柔顺机械足具有减振、抗冲击的性能;将应用柔顺机械足的六杆七副机构进行实物加工,并搭建实验平台进行实验,验证了柔顺机械足对环境的自适应性。(3)仿照人腿的运动原理和尺寸比例,并结合接触辅助变刚度弯曲增强装置与柔顺机械足的特性,设计了一款刚柔耦合的仿人行走机械腿;对仿人行走机械腿进行动力学分析,并基于Lagrange方程建立了机械腿的动力学模型;运用ADAMS仿真软件对仿人行走机械腿进行动力学仿真,在一定范围内证实了动力学模型的准确性;制作了仿人行走机械腿的样机,并搭建实验平台进行实验,证实了动力学模型的准确性。(4)基于仿人行走机械腿,设计了一款刚柔耦合的仿人行走腿式机器人;对仿人行走腿式机器人的整机结构、行走步态进行设计,并为其选择了合适的驱动方式、传动方式;运用ADAMS仿真软件对腿式机器人做了运动仿真和振动测试,仿真结果表明仿人行走腿式机器人不仅可以实现稳定的行走,而且具有一定的承载能力和良好的幅频特性。本论文研究工作的主要创新点如下:本文设计的接触辅助变刚度弯曲增强装置,可以增强柔性铰链在转动方向上的承载能力和抗冲击能力,其设计过程为柔顺弯曲装置的刚柔耦合设计提供了一种新的方法;本文设计的柔顺机械足从结构设计上,改善了腿式机器人的减振、抗冲击、对环境的自适应等性能;本文设计的仿人行走腿式机器人具有良好的动力学性能,并且实现了刚性机构与柔顺机构的耦合。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 林荣霞;;关节驱动机器人的饱和反馈力学控制方法研究[J];智能计算机与应用;2019年02期
2 王涛;;基于视触融合的机器人操作[J];人工智能;2018年03期
3 张程;王伟栋;卢振利;王超然;;机器人碰撞保护[J];机械与电子;2019年08期
4 佘惠敏;;创新引领国产机器人提质增效[J];智慧中国;2019年09期
5 董航;杜广胜;刘冬;丛明;;基于遗传算法的码垛机器人关节路径规划[J];组合机床与自动化加工技术;2017年05期
6 ;多技术融合的机器人时代,背后都蕴含着哪些技术?[J];单片机与嵌入式系统应用;2017年11期
7 黄顺舟;王力;祁佩;张崇印;;低温贮箱隔热层打磨机器人的动力学仿真分析[J];环球市场信息导报;2016年37期
8 王光建,梁锡昌,蒋建东;机器人关节的发展现状与趋势[J];机械传动;2004年04期
9 黄宇中;胡宇方;;机器人重复定位精度分析[J];上海交通大学学报;1987年04期
10 陈彦;樊诚;;机器人用伺服和控制电机[J];微电机;1987年04期
11 陈滨;机器人通过奇点的运动学逆问题的数值解法[J];力学学报;1988年04期
12 金广业;机器人位移和速度反馈的一种方法[J];机器人;1988年04期
13 徐殿国;王宗培;;机器人直接驱动系统的发展现状与展望[J];电工技术学报;1988年03期
14 章扬宗;;GOLD KEY机器人的计算机控制系统[J];航天控制;1988年02期
15 曹志彤;;工业机器人关节的电动伺服和电机的智能控制[J];微电机;1988年04期
16 刘毅,史维;机器人轨迹跟踪自适应控制[J];控制理论与应用;1989年02期
17 李英,蒋厚宗;一种五自由度机器人的动力学分析[J];机器人;1989年04期
18 陈辉堂,尹征琦,徐洪庆,蒋平,杨青;JTR-1型教学机器人[J];机器人;1989年05期
19 朱建敏,许有恒;机器人工作灵活性的分析方法[J];上海交通大学学报;1989年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李亚;林仲豪;;供给侧改革背景下的广东机器人产业发展路径研究[A];市场经济与供给侧结构性改革——2016年岭南经济论坛论文集[C];2016年
2 荆阳;庞思勤;周兰英;;月球探测机器人关节固体润滑关键技术的新进展[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
3 周友行;邹湘伏;何清华;;多臂机器人关节间的碰撞检测研究[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
4 杨明;苏学成;李贻斌;樊炳辉;逢振旭;;一种机器人关节控制系统研究[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
5 王瑞茂;余跃庆;;柔性机器人协调操作终点定位规划[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
6 张绪平;余跃庆;;空间机器人关节柔性与杆柔性的耦合特性[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年
7 崔晓龙;陈光增;曹芷琪;楼云江;;轻量型四轴机器人的驱控一体化控制系统研发[A];第二十届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集(20th CCSSTA 2019)[C];2019年
8 李文钧;;机器人在发动机缸体打磨领域的应用[A];第十三届全国铸造年会暨2016中国铸造活动周论文集[C];2016年
9 周丽霞;崔明光;李利清;王磊;;冲压线搬运机器人避障策略及仿真[A];2015年工业设计与协同创新学术会议暨第20届全国工业设计学术年会论文集[C];2015年
10 郭益深;陈力;;漂浮基双臂空间机器人关节轨迹跟踪的拟增广自适应控制[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董航;基于焊工智能的机器人焊接轨迹规划及动态熔池监控方法[D];大连理工大学;2019年
2 江一鸣;双臂机器人系统模型辨识及协同控制理论研究[D];华南理工大学;2019年
3 朱特浩;人与机器人交互中的视觉运动信息获取、分析与交互策略研究[D];上海交通大学;2018年
4 姚美宝;空间模块化机器人构型重组与控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
5 史延雷;具有变刚度柔性关节的四足机器人设计与分析[D];河北工业大学;2017年
6 倪鹤鹏;机器人铣削加工轨迹规划与颤振稳定性研究[D];山东大学;2019年
7 杨琨;液压驱动四足机器人能耗分析、优化及动力系统研究[D];山东大学;2019年
8 杨振;机器人若干控制问题分析与设计[D];东南大学;2018年
9 严华;运动自适应上肢康复训练外骨骼机器人系统设计方法和应用试验研究[D];浙江大学;2014年
10 刘智光;人机协作中机器人力感知与柔顺控制方法研究[D];河北工业大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵德明;新型外骨骼机器人结构设计及控制方法研究[D];东北大学;2017年
2 吴国雄;基于SLIP模型的四足机器人控制方法及实现[D];电子科技大学;2019年
3 林熊;面向规则曲面磨削加工的机器人轨迹优化研究[D];华中科技大学;2019年
4 孔卫东;一种轮腿式救援机器人构型研究与仿真[D];合肥工业大学;2019年
5 喻曦;机器人加工轨迹高精度控制研究[D];华中科技大学;2019年
6 王雷坤;凿岩机器人钻臂运动轨迹控制研究[D];江西理工大学;2019年
7 王重勋;小口径聚乙烯输气管道检测机器人研究与设计[D];北京交通大学;2019年
8 郭臻凯;外骨骼数据云脑平台可视化设计与实现[D];电子科技大学;2019年
9 张鸣洲;机器人写字方法研究[D];辽宁科技大学;2019年
10 边敏敏;基于MTConnect的四轴机器人建模及状态监测软件设计[D];重庆邮电大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 巴黎高科评论 冯素雯 译;更好或更坏的“外科医生”?[N];经济观察报;2014年
2 本报记者 杨圣沛;三年引进和孵化80余家科技型公司[N];东莞日报;2019年
3 经济日报·中国经济网记者 佘惠敏;创新引领国产机器人提质增效[N];经济日报;2019年
4 本报记者 张曦文;超低成本高性能机器人关节是如何炼成的?[N];中国财经报;2019年
5 本报记者 庞文渊;给机器人装上宝鸡心[N];宝鸡日报;2017年
6 本报记者 孙海涛;秦川集团:机器人关节减速器获200家企业订单[N];宝鸡日报;2018年
7 中国经济导报记者 王晓涛;国产机器人这一脚不能踩空[N];中国经济导报;2018年
8 本报记者 庞文渊;如何让更多机器人用上宝鸡智造?[N];宝鸡日报;2018年
9 赵风;世界机器人汇聚宝鸡 打造宝鸡智能制造的新高度[N];宝鸡日报;2018年
10 记者 李兴彩;多部委打出政策组合拳 机器人产业有望步入良性发展[N];上海证券报;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978