仿山羊坡地行走機(jī)構(gòu)的研究.pdf

1、本課題以山羊?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)其坡地行走步態(tài)方式進(jìn)行了研究。山羊相對(duì)于其它四足哺乳動(dòng)物來(lái)說(shuō)，軀體較小，四肢骨骼堅(jiān)實(shí)有力，其運(yùn)行步態(tài)敏捷輕快，能在地面、坡地、陡壁和山區(qū)等凸凹不平的地表上自由靈活的快速行走，且可遠(yuǎn)距離行走。因此，本課題研究了山羊上下坡的步態(tài)運(yùn)動(dòng)方式，根據(jù)山羊步態(tài)設(shè)計(jì)的仿山羊坡地行走機(jī)構(gòu)為解決農(nóng)業(yè)機(jī)械坡地行走問(wèn)題將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
　　采用高速攝像儀系統(tǒng)，記錄保存了山羊不同坡地運(yùn)動(dòng)過(guò)程的序列圖像，并利用SigmaScan軟

2、件處理分析了存入計(jì)算機(jī)的試驗(yàn)序列圖像，得出山羊在不同坡地上的運(yùn)動(dòng)步態(tài)特性參數(shù)和坡地運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各腿腿部的角度變化曲線，為仿山羊坡地行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　本課題在分析總結(jié)了山羊的坡地生理特性、運(yùn)動(dòng)步法和步態(tài)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從結(jié)構(gòu)仿生角度出發(fā)，研究了行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案、運(yùn)動(dòng)原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，確定了仿山羊坡地行走機(jī)構(gòu)，并應(yīng)用CATIA軟件建立了單腿和整機(jī)的三維模型。仿山羊坡地行走機(jī)構(gòu)是采用多連桿機(jī)構(gòu)來(lái)模仿山羊坡地行走，具有較

3、強(qiáng)的跨越障礙能力，為復(fù)雜行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　將 CATIA軟件中建立的仿山羊行走機(jī)構(gòu)三維模型導(dǎo)入到 ADAMS軟件進(jìn)行仿真分析。在 ADAMS軟件提供的虛擬環(huán)境中，對(duì)模型各部件修改顏色、施加各種約束與驅(qū)動(dòng)載荷，并對(duì)各約束副施加位移、速度、加速度，設(shè)定仿真時(shí)間和步長(zhǎng)，經(jīng)仿真獲得了各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)曲線，所得曲線與試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)曲線吻合。
　　本課題為坡地行走機(jī)構(gòu)仿生提供了一種研究方法，為機(jī)械系統(tǒng)相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的仿生學(xué)的