蛙泳機(jī)器人運(yùn)動學(xué)研究.pdf

1、該文以蛙泳機(jī)器人為研究對象,應(yīng)用機(jī)器人運(yùn)動學(xué),機(jī)器人動力學(xué),水動力學(xué),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù).對蛙泳機(jī)器人進(jìn)行了細(xì)致的分析和研究,并實(shí)現(xiàn)了蛙泳機(jī)器人游泳動作的動態(tài)演示.其主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1.蛙泳機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)要模擬人類的蛙泳動作,必須對人體模型進(jìn)行細(xì)致分析.簡化后,依此為依據(jù)來設(shè)計(jì)機(jī)器人的機(jī)體結(jié)構(gòu).具體內(nèi)容有:①確定機(jī)器人機(jī)體所必須滿足的自由度和各組成部件的幾何尺寸.②對蛙泳機(jī)器人的關(guān)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì).2.蛙泳機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析主要是把機(jī)器人

2、相對于固定參考系的運(yùn)動作為時(shí)間的函數(shù)進(jìn)行分析研究,而不考慮引起這些運(yùn)動的力和力矩.也就是要把機(jī)器人的空間位移解析地表示為時(shí)間的函數(shù),特別是要研究關(guān)節(jié)變量空間和機(jī)器人末端執(zhí)行器位置和姿態(tài)之間的關(guān)系.3.蛙泳機(jī)器人姿態(tài)規(guī)劃姿態(tài)是指在機(jī)器人蛙泳運(yùn)動過程中,身體各部位在時(shí)序和空間上的一種協(xié)調(diào)關(guān)系.姿態(tài)規(guī)劃就是給出蛙泳機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置與時(shí)間的關(guān)系.蛙泳動作較為復(fù)雜,為增大機(jī)器人的有效著水面積,減小阻力截面積,保證游動的速度,該文對機(jī)器人運(yùn)動過程中

3、的一些特殊位置和角度進(jìn)行了規(guī)劃.4.蛙泳機(jī)器人的動力學(xué)分析機(jī)器人動力學(xué)研究機(jī)器人運(yùn)動數(shù)學(xué)方程的建立.執(zhí)行機(jī)構(gòu)動態(tài)運(yùn)動方程是一組描述執(zhí)行機(jī)構(gòu)動態(tài)特性的數(shù)學(xué)方程.對于機(jī)器人運(yùn)動的計(jì)算機(jī)仿真,機(jī)器人控制方程的設(shè)計(jì)以及機(jī)器人結(jié)構(gòu)和運(yùn)動設(shè)計(jì)的計(jì)算,運(yùn)動方程是很有用的.本節(jié)著重研究動態(tài)運(yùn)動方程的建立、特點(diǎn)及性質(zhì).通過水動力學(xué)分析,求出機(jī)器人運(yùn)動過程中所受水阻力,前進(jìn)動力及各部件所受力矩,最終求出游泳速度.5.蛙泳機(jī)器人游泳動作動態(tài)演示軟件的實(shí)現(xiàn)本文