目前四足機(jī)器人的下肢關(guān)節(jié)幾乎均被簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)為鉸連接,而由于鉸連接多為剛性連接,在動(dòng)態(tài)高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,機(jī)器人的下肢關(guān)節(jié)極易由于地反力沖擊作用而發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞,同時(shí)也增加了關(guān)節(jié)控制難度,進(jìn)一步提高了運(yùn)動(dòng)能耗。文獻(xiàn)調(diào)研表明,當(dāng)前研究多在機(jī)器人的腿機(jī)構(gòu)或足端中采用高彈性材料,起到了一定的緩沖作用,但整體效果仍不理想。本文將張拉體思想引入四足機(jī)器人的步行腿研究,以家貓的腿部骨骼-肌肉系統(tǒng)為仿生原型,結(jié)合家貓下肢運(yùn)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)、大體解剖和有限元建模初步解析了下肢骨肌系統(tǒng)的張拉作用原理及其對(duì)關(guān)節(jié)柔性和緩沖性能的影響,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了具有自平衡自穩(wěn)定特征的仿生步行腿的設(shè)計(jì)研究,進(jìn)而為具備高能效運(yùn)動(dòng)特征的仿生四足機(jī)器人的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與開發(fā)提供重要的生物力學(xué)理論依據(jù)和技術(shù)支持,具有重要的科學(xué)意義�；诩邑埖纳镞\(yùn)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn),本文對(duì)試驗(yàn)對(duì)象在常速行走、對(duì)角小跑、奔跑三種運(yùn)動(dòng)步態(tài)的運(yùn)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集分析。結(jié)果表明,在三種運(yùn)動(dòng)步態(tài)下,隨著運(yùn)動(dòng)速度逐漸增大,貓前后肢觸地期均顯著減小,由占步態(tài)周期的50%左右逐漸調(diào)整為約占步態(tài)周期的30%;步態(tài)周期內(nèi),貓前后肢的各關(guān)節(jié)產(chǎn)生了屈、伸的適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)調(diào)整。同時(shí),結(jié)果表明,除髖關(guān)節(jié)... 

【文章來(lái)源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

彈簧負(fù)載倒立擺模型

第1章緒論3圖1.3彈簧負(fù)載倒立擺模型型的研究成功研制了一款四足機(jī)器人（圖1.4），可實(shí)現(xiàn)小跑、溜蹄和跳躍三種動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)步態(tài)[18]。此后，具有動(dòng)態(tài)步行功能特征的四足機(jī)器人得到了快速發(fā)展，1999年，德國(guó)Berns等研制了類哺乳動(dòng)物的四足機(jī)器“BISAM”（圖1.5），該機(jī)器人基于仿生學(xué)研究提出的魯棒控制法可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的跨越凹坑凸臺(tái)等不平整路面達(dá)到動(dòng)態(tài)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)[19]。2000年，加拿大麥吉爾大學(xué)Buehler等設(shè)計(jì)了腿部帶有線性彈簧的四足機(jī)器人“ScoutII”（圖1.6），該機(jī)器人通過(guò)腿部主動(dòng)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)圖1.4Raibert的機(jī)器人圖1.5BISAM圖1.6ScoutII和由線性彈簧連接的被動(dòng)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)相結(jié)合的方式提高機(jī)器人的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)性能實(shí)現(xiàn)高速穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)，ScoutII的跳躍步態(tài)速度可達(dá)1.2m/s[20]。1994-2003年，日本電氣通信大學(xué)Kimura等基于節(jié)律運(yùn)動(dòng)控制和被動(dòng)關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)開發(fā)了四足機(jī)器人“Tekken”（圖1.7），該機(jī)器人能夠完成小跑（trot）、溜蹄（pace）等多種步態(tài)，Tekken系列的第四代Tekken4（圖1.8）采用新穎的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和激光導(dǎo)航系

MIT獵豹

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]有限元及顯微有限元分析在骨科應(yīng)用的新進(jìn)展[J]. 劉長(zhǎng)劍,羅宗鍵.  大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[10]液壓驅(qū)動(dòng)四足仿生機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和步態(tài)規(guī)劃[J]. 李貽斌,李彬,榮學(xué)文,孟健.  山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2011(05)

碩士論文
[1]四桿張拉整體機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能分析[D]. 于躍.哈爾濱工程大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3211600