论文部分内容阅读
由于地质变动引起的地震等自然灾难、各种利益冲突引起的恐怖事件及不可预知的事故等原因,经常会造成灾难的产生。但是由于灾后环境极为复杂,救援工作很难快速有效的进行。为了快速高效的搜寻受困人员,指导救援工作的展开,对救援机器人的研究是十分有必要的。同时,将机器人运用到灾后救援工作也是机器入学中极具发展前景的研究方向。 自然界中的生物之所以对环境有高度的适应性,就是由于生物的双足或者多足能够适应各种复杂的地质环境,并且拥有灵活的自我操控能力。基于灾后救援工作的实际需要,采用仿生学的原理进行机器人的结构设计,得到了六足机器人模型。 首先,综述了六足机器人的国内外研究历程与现状、课题中采用的关键技术,以及本课题研究的目的及意义等。 其次,对机器人的结构进行设计,并进行了所需元件的选型。根据仿生学的原理,腿部设计成三连杆机构。该种结构设计能够使机器人具有极强的越障能力,运动灵活,并且理论研究较为成熟。接着对单条腿进行运动学分析,求解出了正解和逆解;同时,对腿部结构进行了工作空间分析,研究腿部结构工作能力,作为结构二次优化设计的依据。 再次,对机器人运动行走所采用的几种常见步态进行了研究,比较了三角步态、对角步态、波动步态等的优缺点,并得出在不同运动要求下步态的选择;并且,对腿部运动轨迹进行了规划,确保了机器人能够按照既定的设计要求平稳行走。 最后,通过ADAMS软件对虚拟样机进行了运动仿真,得出运动轨迹曲线,验证步态参数设定的合理性;其次,将基本步态通过Arduino语言编写机器人控制程序,并进行物理样机的实际运动实验,测试机器人行走过程的平稳可靠性。同时,通过实验测得运动过程中的相关位移参数,并与理论值进行对比分析,得出了间隙等机械结构带来的误差影响。