1、“.....利用腿的自由度执行操作任务。图第台采用四足步行机构的机器人自世纪年代以来,采用行走机构的机器人技术得到了快速的发展,国外的发展领先于国内,国外己研制出定数量的四足机器人样机少量投入了使用,以下从几个典型的四足行走机构机器人来阐述国外四足行走机构机器人的研究现状。年美国军方发布的“小狗”机器人开展运动学习的研究科学家应用“小狗”来探索机器学习运动控制环境感知和不确定地形运动之间的基本关系。年月美军又研制出了利用在军事上的“大狗”,如图所示,这个四足机器人由波士顿动力学工程公司专门为美国军队研究设计。这种机器狗人能够在战场上发挥非常重要的作用在交通不便的地区为士兵运送弹药食物和其他物品。它不但能够行走和奔跑,而且还可跨越定高度的障碍物。该机器人的动力来自部带有液压系统的汽油发动机。图四足机器人狗加拿大的大学机器人研究室研制了Ⅱ四足步行机器人见图,结构简单,每条腿只有个主动转动关节,然而值得注意的是,在每只腿的臀部都装有个激励源,使得机器人站立时臀部也能有连续的速度......”。
2、“.....设计者将膝关节设计为被动自由度,依靠上下腿动态耦合实现角度控制。另外,他们设计了种新型的动态步行步态没有滑翔阶段的动步跳,成功实现了Ⅱ四足步行机器人在不依靠反馈补偿的控制条件下稳定动步行。加拿大大学的步行机器人实验室研制的系列步行机器人,如图所示。该机器人的个最大的特点就是其步行机构相当简单,每条腿只有个自由度,能够实现步行转弯以及跨越的台阶,但可靠性较差,后来对机器人做了些改进,将步行机构的关节改为被动关节,大大提高了其步行可靠性。图系列四足步行机器人除了世界各地的研究机构和高效实验室研制的用于科学实验的四足机器人之外,人们还出于商业目的,开发了多种四足步行机器人。最为典型的是公司推出的四足步行机器人,如图所示,该机器人每条腿,采用平面四杆缩放机构,具有二个自由度,机器人能前向后腿,左转和右转,并预留有的记忆体可供客户做进步的机器人实验和开发利用。步行,机器人,机构,设计,毕业设计,全套......”。
3、“.....着重分析了设计思想并对行走方式进行了设计并在此软件基础上四足步行机器人腿进行了绘制,对已绘制的零部件进行了装配和三维展示。展示了强大的三维制图和分析功能。同时结合模仿四足动物形态展示出了本次设计。对设计的四足行走机器人腿进行了详细的分析与总结得出了该机构的优缺点。本文对四足机器人腿的单腿结构分析比较详细,并结合三维进行理性的理解。关键词四足步行机器人腿,目录摘要前言绪论.步行机器人的概述.步行机器人研发现状.存在的问题四足机器人腿的研究.腿的对比分析开环关节连杆机构闭环平面四杆机构.腿的选择与设计腿的配置形式腿的步态选择与分析.腿的设计腿的机构分析支撑与摆动组合协调控制器.单条腿尺寸优化数学建模运动特征的分析.机器人腿足端的轨迹和运动分析机器人腿足端的轨迹分析机器人腿足端的运动分析.机体设计.机体设计机体外壳设计传动系统设计.利用进行腿及整个机构辅助设计.结论.论文完成的主要工作.结论参考文献致谢前言机器人的研发和使用现已经成为世界各国的重要科研项目,用它来代替人的操作项目或帮助残疾人完成自己不能完成的项目活动。在工业,手工业......”。
4、“.....大大提高了工作效率,节省开支。其中,以行走机构较为常见,比如哈尔滨工业大学自主研发的四足机器人来踢足球,几个机器人在小场地上模拟人的足球比赛规则来进行比赛,看来显得妙趣横生。对其在世界发展角度来讲,中国的机器人发展水平还处于中游水平,但尤为强调的是哈尔滨工业大学,中国中航二集团自主研发的二足,四足及多足机器人都在中国的机器人发展过程中起到极大的积极作用,在工业,航天业更涉及到大众娱乐,发展前景都非常好。本设计既对四足步行机器人腿进行机构分析设计,我也对此机构的机体在参仿之外做了系列改进,以及绘制三维图等方面工作。绪论.步行机器人的概述机器人的研发和使用现已经成为世界各国的重要科研项目,用它来代替人的操作项目或帮助残疾人完成自己不能完成的项目活动。在工业,手工业,重工业等方面机器人的辅助功能尤为突出,大大提高了工作效率,节省开支。其中,以行走机构较为常见,比如哈尔滨工业大学自主研发的四足机器人来踢足球,几个机器人在小场地上模拟人闭链腿机构应用最广的是平面闭链机构......”。
5、“.....也可以在平面闭链机构再增加个摆动自由度来实现转向。腿机构运动要求的必要条件是机构所含运动副是转动副或移动副机构的自由度不能大于机构的杆件数目不宜太多须有连杆曲线为直线的点足机构上的点,相对于机身高度是可变的机构需有腿的基本形状。腿机构的性能要求有推进运动抬腿运动最好是独立的机构的输入和输出运动关系应尽可能简单平面连杆机构不能与其他关节发生干涉实现直线运动的近似程度,不能因直线位置的改变而发生较大的变化。全部满足上述各项条件的腿部机构是困难的,在设计时,应以尽可能满足以上条件的腿部机构为努力目标,同时选择或设计最适合的步行腿机构。目前常用的腿机构有以下几种形式埃万斯机构,正缩放机构,斜缩放机构和拟缩放机构。迄今为止,国内外步行机构腿的基本机构形式不外乎关节型,缩放型和拟缩放型。这些机构虽然各有特点,但也都有不足之处。目前对于哪些机构作为腿机构合适,哪些机构类型较为优越,尚缺乏深入的研究。行走机构腿按照自由度划分为.个自由度个自由度的结构可以由四杆六杆八杆等组成。四杆机构只有个闭环,其运动链基本形式只有种。六杆机构具有两个闭环......”。
6、“.....八杆运动链具有三个闭环,其运动链基本形式有十六种。.二个自由度二个自由度的机构可以由五杆机构七杆机构九杆机构等组成,其运动链基本形式有多种。关节型,缩放型和拟缩放型等相对成熟和使用较多的机构都是两个自由度,两个自由度的行走机构可以实现前进和抬腿两个方向上的独立运动,但两个自由度的机构输入和输出运动关系比较复杂。本设计中,将采用斯蒂芬型六杆机构作为步行机构,以二杆组作为步行器的大小腿,并使其足端具有符合需要的相对运动轨迹,二杆组的构件应尽量接近于大小腿的结构,以四杆机构作为驱动机构。以二杆组作为腿机构,如图所示,为跨关节,为膝关节,作为足端。以二杆组作为腿机构,如图所示,为跨关节,为膝关节,作为足端。图腿机构示意图步行机构的运动轨迹选为近似矩形的形状,因为此时能够保证有效成功的跨过障碍物,以防止跨过障综上所述的原因,小腿与地面法线的夹角要在定的范围之内。如图所示,就将存在小腿的最大转动角度和小腿最大内向顺时针驱动角度,此时小腿的摆动约束可表示为,又有角的求解公式为令小腿杆在二极限位置对应的值为......”。
7、“.....对于不同的高度值,足端的运动空间在平面中产生类似椭圆曲线的轨迹,当髋关节转动时,将形成三维的运动空间,如图所示。图小腿的摆动约束图足端运动空间闭环平面四杆机构此种形式的机构能够克服开链式结构承载能力低的缺点,具有较好的刚性,并且功耗较小,有着较广泛的应用。如图所示为种常见的闭环平面四杆步行机构,其中轴驱动器用于承担机体的重量或升降机体,而和轴驱动器用于推动机体前进,简化了协调控制。缩放式腿部结构具有比例特性,可将驱动器的推动距离按比例放大为足端运动距离,其缺点是无论是圆柱坐标还是直角坐标的缩放机构,都至少需要二个线性驱动关节,使得机械结构较大,质量较重,而且机器人足端的运动范围受驱动距离的限制,难以得到大的运动空间。图平面四杆步行机构图平面四杆步行机构坐标系模型我们建立如图所示的坐标系模型。点髋关节,绕轴转动,转角为,悬长为点为大腿杆的旋转点,杆长为,其与的延长线的夹角为点为大腿杆的旋转点,杆长为,其与的延长线的夹角为由此可推出点的运动轨迹方程为其中从所周知,当四杆机构的二杆重合时,机构将会出现死点......”。
8、“.....通常的做法是规定个小腿杆与大腿杆的最小夹角和最大夹角,即在大小腿杆之间的夹角在任何情况下均要满足以下约束条件。正是由于这种限制,大小腿的运动受到很大的限制,组成了平面运动机构。另外,平面四杆机构有多种演化方式,较典型的有埃万斯四连杆机构,如图所示为机构的简化形式,用连杆曲线的轨迹作为足端轨迹。该步行机构,设计简单方便。具有运动解耦特性,而且都能产生近似直线的运动。但由于四杆机构本身存在死点问题,容易产生死锁现象,限制了腿部机构的工作空间。同时增加了控制难度。图埃万斯四连杆机构.腿的选择与设计四足行走机构机械设计主要包括腿机构设计腿的配置形势确定步态分析。腿机构是行走机构的个重要组成部分,是行走机构机械设计的关键。腿的配置形式四足机构腿的配置有两种,种是正向对称分布,既腿的主平面与行走方向垂直,令种为前后向对称分布,既腿平面与行走方向致,如图所示。图的四足步行机器人国内具有代表性的采用四足机构的机器人主要包括如图所示为上海交通大学所研制的二种四足步行机器人,所示的四足步行机器人为采用平面四杆机构作为其步行机构,可以实现跨越障碍......”。
9、“.....上下台阶及通过高低不平的地面有定识别及步态调整能力所示的四足步行机器人也是由上海交通大学研制的关节式哺乳动物型步行机器人。机器人的长宽高分别为厘米厘米厘米,重.千克,腿为开式链关节型结构,膝关节为纵摇自由度,髋关节为纵摇和横摇两个自由度,各自由度由直流电机经谐波齿轮驱动,用电位器测速电机作为位置和速度传感器,脚底为直径厘米的圆盘,是个被动的纵摇自由度。该机器人为足式机器人的经典结构,但速度缓慢,步行速度.千米时。图上海交通大学的二种四足步行机器人清华大学机器人实验室研制的全方位四足步行机器人,如图所示,它采用平面四杆缩放机构作为其步行机构,在足端被安装压力传感器,能够实现全方位步行图所示为清华大学所研制的另种四足步行机器人,它采用开环关节连杆机构作为其步行机构,通过模拟动物的运动机理,实现比较稳定的节律运动,可以自主应付复杂的地形条件,完成上下坡越障等功能。图清华大学的二种四足步行机器人综上所述,随着控制理论计算机技术以及多传感器信息融合技术的发展,世界机器人发达国家的学者在步行机器人技术的理论和实验上作了大量的研究......”。
大带轮.dwg
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机器人腿装配图.dwg
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任务书.doc
四足步行机器人腿的机构设计开题报告.doc
四足步行机器人腿的机构设计论文.doc
销钉.dwg
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小带轮.dwg
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