兩足機(jī)器人髖關(guān)節(jié)變剛度柔性驅(qū)動(dòng)裝置的仿生研究.pdf

1、仿人機(jī)器人的髖關(guān)節(jié)是下肢運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的中心，是下肢運(yùn)動(dòng)鏈的出發(fā)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)特性對(duì)兩足行走產(chǎn)生重要影響。本文根據(jù)仿生學(xué)理論，參照人體髖關(guān)節(jié)的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種具有柔性變剛度特性的髖部及其驅(qū)動(dòng)模型，并將其添加到下肢模型中進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)特性的分析研究。
　　文中主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容:1）初定了髖關(guān)節(jié)變剛度柔性驅(qū)動(dòng)裝置的整體方案，即電機(jī)驅(qū)動(dòng)的凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)，中間添加柔性元件和剛度調(diào)節(jié)裝置。模仿人體髖關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)和肌肉分布，以人

2、體髖關(guān)節(jié)角位移-相位曲線為設(shè)計(jì)目標(biāo)，依據(jù)變剛度原理，對(duì)機(jī)構(gòu)中的主要模塊分別進(jìn)行了設(shè)計(jì);2）以設(shè)計(jì)的主要模塊為基礎(chǔ)，結(jié)合前期實(shí)驗(yàn)對(duì)象的下肢各體段與身高的關(guān)系，在Pro/E和ADAMS軟件內(nèi)聯(lián)合建立了下肢幾何模型;3）在ADAMS軟件中，通過定義模型的慣性參數(shù)、約束和驅(qū)動(dòng)等，創(chuàng)建出下肢動(dòng)力學(xué)模型。設(shè)置合理的仿真參數(shù)后對(duì)模型進(jìn)行步態(tài)仿真，從而獲得了髖關(guān)節(jié)的角位移曲線和力矩曲線。通過與前人所做成果的對(duì)比分析，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的合理性與可行性。給