欠驅(qū)動蛇形機器人的設(shè)計與研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人類的進步。機器人技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，各種各樣的機器人紛紛面世，而且得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在的機器人已從傳統(tǒng)的簡單代替人類繁重和簡單重復(fù)的勞動中走出來，越來越接近“人”的概念。已開始向星際探索、軍事偵察、地下管道的疏通、疾病治療、搶險救災(zāi)等非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的自主作業(yè)方面發(fā)展。
　　 正是這一研究方向的轉(zhuǎn)變，人們開始了仿生機器人的研究，因此首先誕生了步行機器人。步行雖然有很強的適應(yīng)能力并且還有橫向運動的能力，但其較低

2、的運動速度和運動穩(wěn)定性是其致命的缺點。這個時候人們開始把目光投向自然界中無肢運動的動物，因為這種運動方式有著良好地面適應(yīng)能力和運動穩(wěn)定性，仿蛇形機器人就在這種背景下誕生了。
　　 本學位論文為了精簡蛇形機器人的結(jié)構(gòu)，減輕重量，提高效率降低能耗，在實驗室現(xiàn)有欠驅(qū)動機械臂的基礎(chǔ)上，依據(jù)摩擦盤運動傳遞機構(gòu)和欠驅(qū)動理論設(shè)計出了一種新的適合于蛇形機器人的結(jié)構(gòu)形式。依據(jù)模塊化的設(shè)計思想完成了蛇形機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并建立了相應(yīng)零件的三維模型。

3、
　　 接著在摩擦盤運動傳遞機構(gòu)數(shù)學模型的基礎(chǔ)上完成了欠驅(qū)動蛇形機器人模塊的運動學建模，在此基礎(chǔ)上對其進行了非完整性證明和可控性分析，從能量和控制兩個角度確定了該欠驅(qū)動蛇形機器人模塊的合理的關(guān)節(jié)數(shù)，之后通過仿真分析驗證了運動學模型的準確性和可控性。
　　 然后對欠驅(qū)動蛇形機器人進行了運動學分析，在此基礎(chǔ)上結(jié)合Hirose教授提出的Serpenoid曲線對其進行了蜿蜒運動的軌跡規(guī)劃，之后通過仿真分析驗證了該模型可以按照規(guī)劃