四足步行机器人的结构设计及仿真

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了四足步行机器人的结构设计及仿真。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目 录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 国内外关于四足步行机器人的发展现状 2
1.2.1 国外关于四足步行机器人的发展现状 2
1.2.2 国内关于四足步行机器人的发展现状 3
1.3 本设计的研究目标及完成的主要工作内容、预期结果 5
1.3.1 研究目标 5
1.3.2 设计完成的主要工作内容 5
1.3.3 本设计的预期结果 6
第2章 机器人的步态分析与方案确定 8
2.1 四足步行机器人的步态分析与规划 8
2.1.1 四足步行机器人的步态分析 8
2.1.2 四足步行机器人行走的步态规划 9
2.1.3 四足步行机器人转弯步态规划 9
2.2 四足机器人步行机构的原理设计 10
2.2.1 大腿连杆组的设计 10
2.2.2 小腿连杆组的设计 11
2.2.3 脚底面的设计 12
2.3 四足步行机器人总体方案的确定 13
2.3.1 设计的基本原则及目标要求 13
2.3.2 四足步行机器人的方案设计 13
2.3.3 设计方案的选择和确定 17
2.4 本章小结 19
第3章 四足步行机器人的结构设计 20
3.1 四足步行机器人腿部结构设计 20
3.2 四足步行机器人转弯结构设计 20
3.3四足步行机器人减震装置的应用 21
3.3.1 减振器的工作原理 21
3.3.2 减振器的工作原理图 22
3.4四足步行机器人整体结构方案 23
3.5 本章小结 24
第4章 重要机构部件的参数计算与校核 25
4.1 电机的计算与型号选取 25
4.2 直齿圆锥齿轮传动设计与强度校核 27
4.3 转弯机构传动轴的强度校核计算 30
4.3.1电机输出端转轴的强度校核 30
4.3.2传动轴的强度校核计算 34
4.4 轴承的寿命校核计算 37
4.4.1 电机输出端转轴轴承的寿命校核计算 37
4.4.2 转弯机构传动轴轴承的寿命校核计算 38
4.5转弯机构锥齿轮轴平键的校核计算 38
4.6转弯机构与腿部机体连接螺栓的校核计算 39
4.7本章小结 40
第5章 四足步行机器人的三维建模与运动仿真 41
5.1 概述 41
5.2 三维建模软件的介绍 41
5.3 三维建模工作的主要内容 42
5.4 本章小结 45
结论 46
参考文献 47
1.3 本设计的研究目标及完成的主要工作内容、预期结果
1.3.1 研究目标
本课题为主要用于在一定波形路面上行走的新型四足步行机器人的结构设计及仿真。首先应该对现有的四足步行机器人的运动原理和结构形式进行了解和分析,其次明确本次的设计任务,并采用合理的方法来完成四足步行机器人总体方案的设计。最后对机器人重要部位进行创新设计从而更好地满足机器人的功能要求。
首先,现在国内外研制的四足步行机器人的结构一般相对简单,但是控制系统复杂,并且研究静态步行的机器人较多,很少有对动态步行的研究。所以本设计的目的在于简化结构的同时也相应的简化控制系统的设计,增加该类步行机器人的功能多样性,使得其适应性更强,成本更低,更加适用于市场推广。
另外,本设计的一大特色是采用模块化设计思想。本设计中机器人的腿部结构可根据工况的变化而更换。比如,采用可在水平地面上的稳定行走的摩擦系数较大的轮式足结构;用连杆结构,可实现在多障碍场合进行轻松越障的行走工作,其实现形式就是在小腿部位换装不同结构的脚部结构。在本次设计中只采用一种结构,即通过设计一种合理的曲线来保证机器人行走时的腰部始终在同一水平线上的脚底形状。
1.3.2 设计完成的主要工作内容
1、四足步行机器人总体方案的确定与相关参数的确定
(1)对目前现有的四足步行机器人查阅了相关的资料,全面地了解国内外的发展现状。先初步对四足步行机器人的总体方案进行确定,其任务主要包括步行机器人的整体结构、转弯机构的部分结构及步行机构的部分结构的方案设计,并简单叙述了最佳方案选择的全过程。
(2)确定四足步行机器人总体方案的重要参数,主要包括机器人总体的结构尺寸、步行机构的尺寸、转弯机构的尺寸,各个驱动部分电机的选择,相关零部件参数的选择和校核计算等等;
2、四足步行机器人结构的设计
(1)总体结构的设计,规划本课题设计的步行机器人的行走及转弯步态,设计机器人四条腿的协调运动等等;
(2)步行机构的设计,主要包括传动装置、小腿部分结构的设计,阐述机构工作原理,确定传动方案;
(3)转弯机构的设计,主要包括转动机构传动装置的设计,阐述工作原理,确定传动方案。
3、四足步行机器人主要零部件的校核与相关零件和元器件的选择
(1)进行相关零部件和元器件的选择,包括电机选型、滚动轴承型号等;
(2)直齿圆锥齿轮的尺寸参数的确定和强度校核的计算;
(3)传动轴材料的选择、结构尺寸的设计及强度的校核计算;
(4)轴承强度的校核与寿命的计算;
(5)螺栓组强度和使用寿命的相关校核。
4、四足步行机器人的工程图绘制
按照机械制图的规范和要求来绘制四足步行机器人的总体装配图、步行机构的部件图和相关零件的零件图,用手工及计算机出图。
5、四足步行机器人的三维建模与仿真
通过三维模型的建立,可以避免机器人装配时存在的干涉和尺寸不合适等问题,并且做了运动动画,生动形象的了解该四足步行机器人运动过程。并与现有的同类步行机器人进行比较分析,从中找出本机器人的不足之处,并再次进行优化达到提高本机器人性能的目的,从而满足本设计所要求的目标,得到具备高灵活性、高效率的四足步行机器人的本体结构设计,从而实现小跑步态。
1.3.3 本设计的预期结果
本设计要求最终能够实现的预期目标主要是:确定总体方案,选择适合的电机型号,完成步行机器人的总体结构设计,使步行机构和转弯机构能够相互配合运动,从而让四足步行机器人实现小跑步态运动和避障等功能。
要求该四足机器人的步行机构能够实现机器人四条腿的协调运动,保证四条腿及转弯机构能够在抬起的时候不会使机器人整体倾覆,并要求在运动过程中始终保证机器人的相对稳定性。
四足步行机器人的四个步行机构分别采用一个电机驱动一个机械腿的形式是为了保证机器人在运动过程中控制更加方便可靠和使得相互之间耦合关系减弱而加上去的,该机器人每条腿的结构相似,四条腿之间相互配合运动,进而保证四足步行机器人相对稳定的运动。
本课题设计的四足步行机器人的脚部机构不仅要尽量保证在支撑时与地面始终接触,还要要求支撑腿在支撑过程中配合摆动腿进行蹬地运动,保证步行机器人在行走时的协调运动。
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真
四足步行机器人的结构设计及仿真文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-447045.html

到了这里,关于四足步行机器人的结构设计及仿真的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 四足机器人仿真 Matlab

    文件-导入-文件类型-Parasolid-读取文件选择文件路径-模型名称右键-模型-创建 连接-运动副-旋转副-右击主体1选择-右击主体2选择-在关节出设置坐标系 驱动-转动驱动 T+左键 平动模型 R+左键 旋转模型 Z+左键 动态缩放 F或Ctrl+F 以最大比例全面显示模型 参考了B站大佬视频 函数

    2023年04月13日
    浏览(50)
  • 机器人坐标系解读及四足机器人虚拟模型控制(VMC)控制方法

    终于理清VMC控制方法了,对于很多新入门机器人的小伙伴,尤其像我这样做毕设前完全没有接触过机器人的本科生来说,坐标变换可谓是一大难,很多教材说的也是非常一本正经,非常不利于入门学习。本文对四足机器人坐标变换以及VMC控制方法作以简要介绍,力求简单易懂

    2024年02月06日
    浏览(44)
  • ESP32(MicroPython) 四足机器人(五)功能补充

    本次更新增加了前后倾斜(每次动作交换前部和后部高度)、蹲起与抬脚动作,均位于用于连续执行动作的function函数中,但实测抬脚动作需要先启动function函数的另一项功能才能正常开启,代码检查无误,应该是MicroPython固件的bug。另外,对于判断功能,增加了elif语句的使用

    2024年02月15日
    浏览(40)
  • 云深处绝影四足机器人协议学习解析

    本学习文档介绍了云深处 绝影X20 四足机器人的通信协议,并对相关的通信机制和命令格式进行了简单的解析。该协议在机器人系统和上位机(例如外部板卡或系统)之间进行TCP通信时使用。 在此协议中, 机器人本体 作为 TCP服务端 , 上位机 作为 TCP客户端 。协议的TCP服务

    2024年02月13日
    浏览(38)
  • 一款基于ESP32的迷你四足机器人

    增加自定义动作模式,可以在小程序中自定义一个最多10个步骤的动作。 附件中:带自定模式固件bin.zip esp32c3固件文件 烧录下图设置 无串口版本esp32c3开发板烧录前先按住BOOT键再插线进入烧录模式,LoadMode选择USB。 微信小程序蓝牙遥控app审核通过了,扫这个码就能用: 视频

    2024年02月04日
    浏览(47)
  • 论文阅读:四足机器人对抗运动先验学习稳健和敏捷的行走

    论文:Learning Robust and Agile Legged Locomotion Using Adversarial Motion Priors 进一步学习:AMP,baseline方法,TO 介绍了一种新颖的系统,通过使用对抗性运动先验 (AMP) 使四足机器人在复杂地形上实现稳健和敏捷的行走。主要贡献包括为机器人生成AMP数据集,并提出一种教师-学生训练框架

    2024年02月21日
    浏览(52)
  • 【全网首发开源教程】【Labview机器人仿真与控制】Labview与Solidworks多路支配关系-四足爬行机器人仿真与控制

    🎉欢迎来到Labview专栏~四足爬行机器人仿真与控制 ☆* o(≧▽≦)o *☆ 嗨 ~我是 小夏与酒 🍹 ✨ 博客主页: 小夏与酒的博客 🎈该系列 文章专栏: Labview-3D虚拟平台 文章作者技术和水平有限,如果文中出现错误,希望大家能指正🙏 📜 欢迎大家关注! ❤️ 🔸 四足机器人整

    2024年02月03日
    浏览(47)
  • 基于STM32与PCA9685制作四足机器人(代码开源)

            前言: 本文为手把手教学 基于STM32的四足机器人项目 —— JDY-31蓝牙控制 ,特别地,本次项目 采用的是 STM32 作为 MCU 。 四足机器人的支架为 3D打印件 , SG90舵机 驱动机器人实现姿态运动。借助 PCA9685舵机驱动板 实现 12路PWM波 控制, 更多的舵机 可以实现机器人

    2024年02月03日
    浏览(70)
  • 关于四足行走机器人步态分析STM32+SG90舵机控制

    最近逛某站看了很多国赛大佬的赛车,下面评论区一堆大佬在感叹“老师看到赛车都摇头。”作为一个初入STM32坑的萌新,我在某些站上查阅了相关资料后,确定给我自己的机器人搞成四足行走(ps,其实是L298N烧了)。 目前手上的板子是C8T6,学习的视频是江科协,主要代码

    2024年01月21日
    浏览(65)
  • 【标准DH法和改进DH法介绍及三自由度四足或双足机器人腿建模——MATLAB机器人工具箱使用】

    DH参数是机器人学习过程中常用的一种建模方法,通常情况下每一次坐标变换需要6个独立参数来描述坐标系i相对坐标系i-1的关系,即3个用来描述位置另外3个用来描述姿态。而DH参数法只需要4个参数,列出DH参数表并带入变换矩阵中可以轻易的得到机械手末端和基

    2024年02月02日
    浏览(58)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包