欠驅動蛇形機器人的設計與研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，人類的進步。機器人技術的發(fā)展非常迅猛，各種各樣的機器人紛紛面世，而且得到了廣泛的應用?，F(xiàn)在的機器人已從傳統(tǒng)的簡單代替人類繁重和簡單重復的勞動中走出來，越來越接近“人”的概念。已開始向星際探索、軍事偵察、地下管道的疏通、疾病治療、搶險救災等非結構環(huán)境下的自主作業(yè)方面發(fā)展。
　　 正是這一研究方向的轉變，人們開始了仿生機器人的研究，因此首先誕生了步行機器人。步行雖然有很強的適應能力并且還有橫向運動的能力，但其較低

2、的運動速度和運動穩(wěn)定性是其致命的缺點。這個時候人們開始把目光投向自然界中無肢運動的動物，因為這種運動方式有著良好地面適應能力和運動穩(wěn)定性，仿蛇形機器人就在這種背景下誕生了。
　　 本學位論文為了精簡蛇形機器人的結構，減輕重量，提高效率降低能耗，在實驗室現(xiàn)有欠驅動機械臂的基礎上，依據(jù)摩擦盤運動傳遞機構和欠驅動理論設計出了一種新的適合于蛇形機器人的結構形式。依據(jù)模塊化的設計思想完成了蛇形機器人的結構設計，并建立了相應零件的三維模型。

3、
　　 接著在摩擦盤運動傳遞機構數(shù)學模型的基礎上完成了欠驅動蛇形機器人模塊的運動學建模，在此基礎上對其進行了非完整性證明和可控性分析，從能量和控制兩個角度確定了該欠驅動蛇形機器人模塊的合理的關節(jié)數(shù)，之后通過仿真分析驗證了運動學模型的準確性和可控性。
　　 然后對欠驅動蛇形機器人進行了運動學分析，在此基礎上結合Hirose教授提出的Serpenoid曲線對其進行了蜿蜒運動的軌跡規(guī)劃，之后通過仿真分析驗證了該模型可以按照規(guī)劃