仿青蛙變體移動機器人的設(shè)計與實驗.x課件_第1頁
仿青蛙變體移動機器人的設(shè)計與實驗.x課件_第2頁
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文檔簡介

仿青蛙變體移動機器人的設(shè)計與實驗近年來,仿生機器人一直是前沿領(lǐng)域研究的熱點。為了深入探索復(fù)雜的不可預(yù)測的環(huán)境,就有必要利用移動能力和環(huán)境適應(yīng)能力強的機器人來代替人類執(zhí)行任務(wù)。青蛙爆發(fā)性強,可以輕松越過障礙物或溝渠,并且水陸兩棲的生物特性使其具備了超越很多生物的環(huán)境適應(yīng)能力。因此本文基于對青蛙優(yōu)異的兩棲運動能力的研究,設(shè)計了一種可以實現(xiàn)陸地跳躍模式和水中蛙泳模式轉(zhuǎn)換的雙模式仿青蛙變體移動機器人設(shè)計。首先,設(shè)計適用于機器人兩棲運動模式的跳躍執(zhí)行機構(gòu)、觸發(fā)機構(gòu)、復(fù)位機構(gòu)、變體機構(gòu)等可行有效的機構(gòu)方案,并對其進行詳細的論證與計算,使整體方案具備較好的可行性。然后,建立各構(gòu)件的實體模型,在Pro/E中通過虛擬裝配對設(shè)計方案進一步改進和優(yōu)化;建立跳躍執(zhí)行機構(gòu)的運動學方程,通過MATLAB仿真出蛙腿的跳躍軌跡;對機器人整體模型進行運動學分析與仿真,模擬仿青蛙變體移動機器人循環(huán)周期的運動狀態(tài),檢驗質(zhì)心運動軌跡。接著,基于ANSYS有限元分析方法,對仿青蛙變體移動機器人重要部件進行有限元分析獲得光軸的位移、應(yīng)力、應(yīng)變云圖,對機器人柔性腳通過模態(tài)分析,避免固有頻率與機器人工作頻率相近而產(chǎn)生的共振,在減少沖擊的同時,還能儲存能量,用于下一個運動周期。最后,基于機器人跳躍執(zhí)行機構(gòu)的幾何形狀、內(nèi)部自由度數(shù)以及腿部與機器人軀干的連接關(guān)系,將機器人模型簡化為由小腿、大腿和軀干組成的動力學模型,建立了機器人的運動學模型和Lagrange動力學模型,并對模型進行仿真驗證。仿真結(jié)果證明機器人質(zhì)心的運動軌跡和各關(guān)節(jié)角的變化軌跡與生物青蛙的

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