基于蠕動(dòng)原理仿生拱泥機(jī)器人虛擬樣機(jī)制作研究.pdf

1、“基于蠕動(dòng)原理仿生拱泥機(jī)器人”是哈爾濱工程大學(xué)孟慶鑫教授提出的一種新型仿生機(jī)器人概念。它主要是針對(duì)水下沉船打撈、石油管道、通訊光纜的敷設(shè)和檢測(cè)等多種惡劣環(huán)境作業(yè)為背景提出的。由于研制基于蠕動(dòng)原理仿生拱泥機(jī)器人是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工作,已經(jīng)研制成功的仿生拱泥機(jī)器人實(shí)驗(yàn)樣機(jī)和工程用機(jī)之間還有很大的差距。因此,本文結(jié)合黑龍江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“基于蠕動(dòng)原理仿生拱泥機(jī)器人虛擬樣機(jī)研究”,對(duì)仿生拱泥機(jī)器人進(jìn)行系統(tǒng)的分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證,建立了

2、模擬仿生拱泥機(jī)器人實(shí)際工作過程的虛擬樣機(jī),為進(jìn)一步制作完善的工程樣機(jī)打下基礎(chǔ)。
　　 文中首先敘述了國(guó)內(nèi)外水下機(jī)器人和拱泥機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì),從仿生學(xué)角度詳細(xì)分析了尺蠖和蚯蚓的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并結(jié)合仿生拱泥機(jī)器人實(shí)際工作特點(diǎn)提出了蠕動(dòng)原理仿生拱泥機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)原理。設(shè)計(jì)出以沖擊為原理的拱泥頭,以氣囊實(shí)現(xiàn)仿生拱泥機(jī)器人的中、后部支撐,并設(shè)計(jì)出能夠以機(jī)器人中部軸線為中心可任意方向轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),并在三維軟件上實(shí)現(xiàn)仿生拱泥機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真。

3、
　　 結(jié)合仿生拱泥機(jī)器人的實(shí)際工況,首次應(yīng)用動(dòng)力學(xué)仿真軟件對(duì)拱泥頭進(jìn)行分析和優(yōu)化,得出拱泥頭錐角的大小在仿生拱泥機(jī)器人直線前進(jìn)和轉(zhuǎn)向前進(jìn)兩種情況下對(duì)機(jī)器人的不同影響。在仿真優(yōu)化中找到了拱泥頭錐角的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),實(shí)現(xiàn)了拱泥頭錐角的優(yōu)化,能夠大大改善仿生拱泥機(jī)器人在轉(zhuǎn)向行走時(shí)的工作性能,保證了仿生拱泥機(jī)器人的轉(zhuǎn)向可靠性。
　　 最后利用仿真軟件對(duì)仿生拱泥機(jī)器人整機(jī)模型進(jìn)行測(cè)試,包括仿生拱泥機(jī)器人整機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的運(yùn)動(dòng)測(cè)試,