六足机器人开题报告.ppt

六组爬行机器人 姓名 董福强专业 机械设计制造及其自动化学号 20092044 论文 设计 研究背景与意义 论文 设计 研究背景与意义 步行机器人 walkingrobot leggedrobot 或步行车辆 walkingvehicle 简称步行机 是一种智能型机器人 它是涉及到生物科学 仿生学 机构学 传感技术及信息处理技术等的一门综合性高科技 在崎岖路面上 步行车辆优于轮式或履带式车辆 腿式系统有很大的优越性 较好的机动性 崎岖路面上乘坐的舒适性 对地形的适应能力强 所以 这类机器人在军事运输 海底探测 矿山开采 星球探测 残疾人的轮椅 教育及娱乐等众多行业 有非常广阔的应用前景 多足步行机器人技术一直是国内外机器人领域的研究热点之一 研究历程 国外1990年 美国卡内基 梅隆大学研制出用于外星探测的六足步行机器人AMBLER 2 1993年 美国卡内基 梅隆大学开发出有缆的八足步行机器DANTE 用于对南极的埃里伯斯火山进行了考察2000年美国研制出六足仿生步行机器人 为了像昆虫那样在凸凹不平地面上仍能高速和灵活步行 采用气动人工肌肉的方式 压缩空气由步行机上部的管子传输 并由气动作动器驱动各关节 使用独特的机构来模仿肌肉的特性 与电机驱动相比 该作动器能提供更大的力和更高的速度 日本对多足步行机的研究从20世纪80年代开始 并不断进行着技术创新 随着计算机和控制技术的发展 其主要有四足步行机 爬壁机器人 腿轮分离型步行机器人和手脚统一型步行机器人 5 国内我国对于步行车辆的研究起步较晚 但对松软土壤上的车辆通过性能的研究还是较早的 吉林工业大学著名的地面 车辆系统力学专家陈秉聪在20世纪50年代开始研究 先后研制出塑料镶齿 高花纹 半步行轮 步行轮等非常规行走机构 进行了运动学和动力学分析及田间试验 8 我国从20世纪80年代开始研究步行机 并取得了一系列的成果 1990年 中国科学院沈阳自动化研究所研制出全方位六足步行机 4 不仅能在平地步行 还能上楼梯 该所还研制了水下六足步行机以及采用连杆机构来实现动态步行的四足步行机模型 研究的基本内容 拟解决的主要问题 1 搜集和学习课题相关资料 掌握六足步行机器人的工作原理和相关参数设计原则 2 机器人结构设计 机器人本体设计 机器人腿部设计 腿部参数确定 腿部驱动确定 3 通过Solidworks仿真实现前进 后退 左转 右转 避障等动作 并对一些参数进行修改实现设计的优化 仿生六足步行机器人根据节肢昆虫的步行原理 建立起步行运动的模型 将昆虫的运动进行简化 抽象出六足运动的基本原理 并用软件制作出了一个理论验证模型 可以实现前进 后退 左转 右转 避障等动作 对于研究六足步行机器有很大的帮助 研究拟解决以下几个问题 1 重心稳定问题2 利于越障问题3 转弯灵活问题4 防滑和减震问题 研究步骤 方法及措施 1 机器人机体做成近似菱形 这样可以减少腿之间碰撞还可已增加机体稳定性 2 腿部驱动电机得选择 在整个机器人系统中 电机及其附件得质量和体积所占比重较为突出 因而需要选体积小 质量轻得电机故选直流伺服电机为腿部驱动器 此类电机有较高的柔性和可靠性 3 轴承的选择 仿生机器人的关节是靠运动副的的工作实现得的 因此选择合适的轴承对机器人正常运动起着关键作用 机器人的膝关节和髋关节使用了锥齿轮转动副 将会在驱动轴上产生轴向载荷 因此可选择角接触球轴承 可以承载以径向载荷为主的径 轴向联合载荷 4 通过Solidworks仿真实现前进 后退 左转 右转 避障等动作 并对一些参数进行修改实现设计的优化 研究工作进度 第一阶段 1 4周 收集资料完成开题报告 和外文翻译资料 第二阶段 5 8周 绘制装配图 机械部分设计与计算 第三阶段 9 12周 绘制零件图 部件图 第四阶段 13 16 撰写论文 第五阶段 17 18 准备答辩 五 主要参考文献 1 韩宝玲王秋丽罗庆生六足仿生步行机器人足端工作空间和灵活度研究 机械设计与研究 2006第4期 2 闰尚彬韩宝玲罗庆生仿生六足步行机器人步态轨迹的研究与仿真 计算机仿真 2007第10期 3 苏军陈学东田文罡六足步行机器人全方位步态的研究 机械与电子 2004第3期 4 王绍治