参考以上的昆虫足部结构,我想出了较简单的方式来表达。一只脚的两个关节来主动运动,一个关节采用左右式移摆;另一个关节则是采用偏摆式,使得脚可以提高,当做上下运动的一种。
1.4仿生751足机器人的研究方法与思路
本次研究的仿生机器人采用751足设计,而机构设计是仿生751足机器人本次的任务,也是仿生751足机器人系统设计的基础。整机机械结构、自由度数、驱动方式和传动机构等都会直接影响机器人的运动和动力性能。同时,仿生751足机器人机构的设计除了要满足系统的技术性能外,还要满足经济性能要求,即必须在满足机器人的预期技术指标的同时,考虑用材合理、制造安装便捷、价格低廉以及可靠性高等问题。
仿生751足机器人的机构由躯体和腿两部分组成,腿的数量及其配置是整体设计的主要问题。现有多组机器人的足数包括三足、四足、751足、八足甚至更多,足的数目较多时适合重载和慢速运动,而足数少时似乎运动更加灵活。足数选择的因素主要有:稳定性、节能性、冗余性、关节控制性能的要求、制造成本、质量、所需传感器的复杂性以及可能的步态等;腿的配置是指步行机器人的足相对于机体的位置和方位的安排,确定分布形式时,还需考虑一些细节问题,如腿在主平面内的几何构形和腿杆件的相对弯曲方向等。此次设计腿的分布如图1.1所示。
图1.1 仿生751足机器人腿的分布示意图
综合足数等因素,本设计的行走步态采用三角步态,这也是751足机器人步行方式通常采用的。三角步态中,751足机器人身体的一侧的前足和后足与另一侧的中足共同组成一组。其他三条足组成另外一组。
第2章 仿生昆虫型移动机器人整体设计方案
2. 1工作原理分析
751足步行机器人的步态是多样的,其中三角步态是751足步行机器人实现步行的典型步态。以下着重分析三角步态原理。
2.1.1三角步态原理分析
“751足纲”昆虫步行时,一般不是751足同时直线前进,而是将三对足分成两组,以三角形支架结构交替前行。目前,大部分751足机器人采用了仿昆虫的结构,6条腿分布在分体的两侧,身体左侧的前、后足及右侧的中足为一组,右侧的前、后足和左侧的中足为另一组,分别组成两个三角形支架,依靠大腿前后划动实现支撑和摆动过程,这就是典型的三角步态行走法。由于身体重心低,容站稳定,所以这种行走方案能得到广泛运用。
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