四足機器人的虛擬樣機仿真研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著人類科技的進步,機器人扮演著越來越重要的作用。機器人能代替人類從事艱苦的環(huán)境作業(yè),比如礦井勘探,核電維修,深水探測,無人偵察等.世界上有將近40%的地形不適合輪式車輛的使用,傳統(tǒng)輪式機器人輪子的接近角和離去角大大地制約了其機動性,所以在運動靈活性方面,足式步行機器人卻有著明顯的結(jié)構優(yōu)勢,可以在及其復雜的地形運作,有著廣闊的的發(fā)展前景,所以對四足機器人的研究逐步成為其機器人研究中的熱點方向。
  國內(nèi)現(xiàn)有的仿生機器人的研究主要是

2、考慮在室內(nèi)單一的環(huán)境下的仿生四足機器人作為研究對象,重點主要在機器人的運動形式和控制方法,很少考慮機器人在室外惡劣的環(huán)境下的運作。本文以馬的骨骼為原型,建立了一個四足機器人模型,以質(zhì)量最輕為優(yōu)化目標,將虛擬樣機技術和有限元分析相結(jié)合,進行四足機器人運動學分析和結(jié)構設計的仿真研究。通過仿真實驗,改變模型的結(jié)構參數(shù),獲得不同的設計方案,進行機構的運動學分析,從而實現(xiàn)設計的方案優(yōu)化。通過有限元分析軟件,對其進行受力分析,分析其尺寸的可變參數(shù)及

3、可行性,確定了機身框架的優(yōu)化設計變量,通過優(yōu)化機體結(jié)構尺寸,達到了減輕機身質(zhì)量和提高靈活性的目的。論文的主要內(nèi)容包括:
  (1)簡要介紹了四足機器人在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,提出課題研究的現(xiàn)實意義。
  (2)通過對馬的骨骼結(jié)構和步態(tài)分析,然后進行機構選型,最終確定機器人的結(jié)構設計方案。
  (3)對機器人進行運動學分析和動力學分析,將為機器人的驅(qū)動電機提供理論參考。
  (4)使用solidworks軟件對四

4、足機器人進行三維實體建模,然后運用軟件集成的ADMAS/View進行仿真分析,實現(xiàn)了四足機器人在ADMAS/View環(huán)境下對角小跑步態(tài)下的仿真。仿真實驗表明機器人能夠平穩(wěn)的實現(xiàn)對角小跑步態(tài),也驗證了四足機器人虛擬樣機的合理性。
  (5)運用有限元分析軟件對四足機器人的機身框架進行受力分析,以驗證機體框架結(jié)構的可靠性,然后以質(zhì)量最輕為目標函數(shù)對機體進行結(jié)構優(yōu)化,使其達到減輕質(zhì)量節(jié)省制造成本的目的。
  (6)提出研究的局限性

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