可跳躍式移動機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計及實現(xiàn)
時間:2008-06-17 08:59:00來源:yangliu
導(dǎo)語:?詳細(xì)分析了機(jī)器人的跳躍機(jī)構(gòu)、跳躍參數(shù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、傾覆翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的工作原理,給出了機(jī)構(gòu)設(shè)計方案。
摘要:構(gòu)建了一個具有跳躍能力的移動式機(jī)器人,機(jī)器人在較平坦地形下采用輪式移動方式前行;遇到障礙物或溝渠時,可以進(jìn)行跳躍,從而擴(kuò)大運(yùn)動范圍。介紹了機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),給出了機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)及起跳姿態(tài),并分析了機(jī)器人的運(yùn)動過程.然后,詳細(xì)分析了機(jī)器人的跳躍機(jī)構(gòu)、跳躍參數(shù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、傾覆翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的工作原理,給出了機(jī)構(gòu)設(shè)計方案。最后,根據(jù)總體設(shè)計要求選定了機(jī)器人的一些關(guān)鍵參數(shù)。
關(guān)鍵詞:移動機(jī)器人;機(jī)構(gòu)設(shè)計;跳躍機(jī)構(gòu)
1 引言(Introduction)
輪式或履帶式移動機(jī)器人機(jī)構(gòu)簡單,運(yùn)動時消耗能量不多,但是很難越過高度超過限制的障礙物。隨著機(jī)器人形體的減小,地形對運(yùn)動的限制作用越來越大。步行或爬行機(jī)器人翻越障礙物的能力稍強(qiáng),但是機(jī)構(gòu)復(fù)雜,自由度、關(guān)節(jié)、驅(qū)動部件較多,實際應(yīng)用受到限制。跳躍式機(jī)器人可以躍過數(shù)倍于自身高度的障礙物或溝渠,對地形有較強(qiáng)的適應(yīng)力。但是,跳躍運(yùn)動首先需要克服自身重力影響,且騰空和觸地階段動力學(xué)方程復(fù)雜,平衡難以控制。
在機(jī)器人的研制過程中,把多種運(yùn)動方式集成到一種機(jī)器人身上,是擴(kuò)展機(jī)器人運(yùn)動范圍、提高機(jī)器人適應(yīng)能力的主要途徑.日本的Yamanaka把滾動運(yùn)動方式和跳躍運(yùn)動方式結(jié)合起來,構(gòu)建了可以進(jìn)行跳躍運(yùn)動的滾動式球形機(jī)器人。Birch等研制的機(jī)械蟋蟀,同時具有爬行運(yùn)動方式和跳躍運(yùn)動方式。
本文構(gòu)建了一個具有跳躍能力的輪式移動機(jī)器人,給出了該機(jī)器人關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的設(shè)計及工作原理分析。該機(jī)器人把輪式運(yùn)動和跳躍運(yùn)動很好地結(jié)合起來。機(jī)器人在平坦地形下采用輪式行進(jìn)方式,節(jié)約了能量;在碰到障礙物或溝渠時,機(jī)器人可以跳躍,從而擴(kuò)大了運(yùn)動范圍。該機(jī)器人的所有姿態(tài)調(diào)節(jié)運(yùn)動都在地面完成,避免了復(fù)雜的動力學(xué)方程分析。
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