机器蛇流体力学仿真毕业论文

仿真蛇结构原理混合步态仿蛇机器人结构设计与实现北京化工大学 | 李萌 机器人越来越多的被应用..于特种行业,代替专业人员来进行危险操作。仿生机器人能够表现出自然界生物的特殊属性,完成人类无法达成的特殊任务。其中,仿蛇机器人由于能够像自然蛇一样拥有强大的地形适应性,在灾害搜救、空间探索、军事侦察领域都有着巨大的应用价值。本文从实际角度出发,研究自然蛇的关节特点,设计一款具有高运动承载能力的仿蛇搜救机器人机构。本文主要内容如下:1、分析仿蛇机器人运动模型特点,在模型基础上讨论仿蛇机器人能够实现不同运动的基本要求。从仿生学角度分析自然蛇的关节特点,模仿蛇肌肉骨骼伸缩作用关系,设计3自由度并联关节。由并联关节设计方法得出一系列待选方案,通过机构连续运动分析,筛选不符合设计的瞬时机构,最终确定仿蛇机器人连接关节的构成方案。2、利用旋量理论结合几何构型分析并联关节特性,得到关于运动空间、驱动性能、传递系数指标、灵巧度指标等,得到符合应用要求的并联关节的设计方案,画出用于仿真实验的3D等效模型。为了完善仿蛇机器人的运动能力,采用正交主动全向轮机构,同时提出仿蛇机器人U形非蛇类运动模式,实现蛇类与非蛇类的混合步态。利用ADAMS软件构造仿蛇机器人的整体模型,构建平面环境,分析不同控制参数对蛇形曲线形状的影响,分析仿蛇机器人在蜿蜒运动、直线运动、U形运动下的特性,验证模块设计效果。3、参考等效模型,利用3D设计软件Solidworks设计仿生并联关节的硬件结构。根据设计要求,选择仿蛇机器人驱动器,在理论模型的基础上进行实际模型设计,将运动关节设计成固态零件接触关系,考虑到安装过程中的硬件干涉和运动过程中转动关节的转角限制,设计球铰和胡克铰安装结构。设计仿生并联关节的控制电路和驱动电路,打印硬件模型,安装实体关节,进行仿生并联关节的运动实验。

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