發(fā)布時間：2020-04-18 10:32

【摘要】：為了滿足危險環(huán)境下的工作要求,極大可能地降低危險環(huán)境所帶來的危害,本文提出了一種3-CUR并聯(lián)機構的輪腿式機器人,用來進行危險環(huán)境下的探索。本文將3-CUR并聯(lián)機構作為輪腿式機器人的腿部結(jié)構,這樣的設計大大提升了輪腿式移動機器人的承載能力,可以適用于一些相對復雜、危險的環(huán)境中,代替人工進行探測和救援等任務。本文首先設計出了3-CUR并聯(lián)輪腿式移動機器人的整機結(jié)構,其中包含了對腿部結(jié)構、輪子傳動以及輪腿切換裝置的設計,采用了四個完全相同且相互獨立的輪腿系統(tǒng)。每條腿在行走時用三個伺服電機來進行控制,能夠使腿部進行抬起-擺動-落下等動作來向前行走。并闡述了3-CUR并聯(lián)輪腿式移動機器人在各個運動模式下的工作原理。其次,本文以3-CUR并聯(lián)輪腿式移動機器人的腿部機構作為研究對象,應用螺旋理論對3-CUR并聯(lián)機構建立了支部螺旋系,計算出了3-CUR并聯(lián)機構的自由度,并且使用了D-H法對該機構建立了連桿坐標系分析了其位置反解。并且使用了三維動態(tài)法與數(shù)值搜索法求得3-CUR并聯(lián)結(jié)構的工作空間,并對其工作空間進行了闡述。然后從四足步態(tài)出發(fā),應用靜態(tài)穩(wěn)定性原理和動態(tài)穩(wěn)定性原理對3-CUR并聯(lián)輪腿式移動機器人的穩(wěn)定性作出了判斷,并且我們從四足移動機器人的運動空間的需求量和前進方向上的最大穩(wěn)定裕度這兩個方面來進行考慮,選取了一種適用于3-CUR并聯(lián)輪腿式移動機器人的步態(tài)方式。最后采用Solidworks軟件對3-CUR并聯(lián)輪腿式移動機器人在給定步態(tài)方式下進行了仿真,得出3-CUR并聯(lián)輪腿式移動機器人在此步態(tài)下的步長與步高,以及在行走過程中質(zhì)心的變化曲線。然后模擬了3-CUR并聯(lián)輪腿式機器人在跨越凸臺和溝壑的運動過程,得出了3-CUR輪腿式機器人可以翻越凸臺的最大高度和溝壑的最大寬度,并分析了在跨越凸臺和溝壑時質(zhì)心的變化情況以及在此運動過程中各個腿部電機的受力情況。
【圖文】：

UPMC機器人

勇氣號火星探測車1997年7月Sojourner[22]
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP242

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本文編號：2632005