蛙泳機器人運動學研究.pdf

1、該文以蛙泳機器人為研究對象,應(yīng)用機器人運動學,機器人動力學,水動力學,虛擬現(xiàn)實技術(shù).對蛙泳機器人進行了細致的分析和研究,并實現(xiàn)了蛙泳機器人游泳動作的動態(tài)演示.其主要內(nèi)容包括以下幾個方面:1.蛙泳機器人的總體設(shè)計要模擬人類的蛙泳動作,必須對人體模型進行細致分析.簡化后,依此為依據(jù)來設(shè)計機器人的機體結(jié)構(gòu).具體內(nèi)容有:①確定機器人機體所必須滿足的自由度和各組成部件的幾何尺寸.②對蛙泳機器人的關(guān)節(jié)進行設(shè)計.2.蛙泳機器人運動學分析主要是把機器人

2、相對于固定參考系的運動作為時間的函數(shù)進行分析研究,而不考慮引起這些運動的力和力矩.也就是要把機器人的空間位移解析地表示為時間的函數(shù),特別是要研究關(guān)節(jié)變量空間和機器人末端執(zhí)行器位置和姿態(tài)之間的關(guān)系.3.蛙泳機器人姿態(tài)規(guī)劃姿態(tài)是指在機器人蛙泳運動過程中,身體各部位在時序和空間上的一種協(xié)調(diào)關(guān)系.姿態(tài)規(guī)劃就是給出蛙泳機器人各關(guān)節(jié)位置與時間的關(guān)系.蛙泳動作較為復(fù)雜,為增大機器人的有效著水面積,減小阻力截面積,保證游動的速度,該文對機器人運動過程中

3、的一些特殊位置和角度進行了規(guī)劃.4.蛙泳機器人的動力學分析機器人動力學研究機器人運動數(shù)學方程的建立.執(zhí)行機構(gòu)動態(tài)運動方程是一組描述執(zhí)行機構(gòu)動態(tài)特性的數(shù)學方程.對于機器人運動的計算機仿真,機器人控制方程的設(shè)計以及機器人結(jié)構(gòu)和運動設(shè)計的計算,運動方程是很有用的.本節(jié)著重研究動態(tài)運動方程的建立、特點及性質(zhì).通過水動力學分析,求出機器人運動過程中所受水阻力,前進動力及各部件所受力矩,最終求出游泳速度.5.蛙泳機器人游泳動作動態(tài)演示軟件的實現(xiàn)本文