0125-兩足行走機(jī)器人-行走結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)
0125-兩足行走機(jī)器人-行走結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì),行走,機(jī)器人,結(jié)構(gòu),部分,部份,設(shè)計(jì)
南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告學(xué) 生 姓 名:許峰學(xué) 號(hào):05010245專(zhuān) 業(yè):機(jī)械工程及自動(dòng)化設(shè)計(jì)(論文)題目:兩足行走機(jī)器人 行走部分的設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師:路建萍 劉 艷2009 年 3 月 22 日開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求1開(kāi)題報(bào)告(含“文獻(xiàn)綜述”)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下,由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作前期內(nèi)完成,經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專(zhuān)業(yè)審查后生效;2開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式(可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載)打印,禁止打印在其它紙上后剪貼,完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn);3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文,并直接書(shū)寫(xiě)(或打?。┰诒鹃_(kāi)題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi),學(xué)生寫(xiě)文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量,一般一本參考書(shū)最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量(不包括辭典、手冊(cè));4有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě),應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求,一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開(kāi) 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題情況,根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料,每人撰寫(xiě)2000字左右的文獻(xiàn)綜述:文 獻(xiàn) 綜 述摘要 本文共分6個(gè)部分,詳細(xì)介紹了研究?jī)勺悴叫袡C(jī)器人的原因和目的,兩足步行機(jī)器人的特點(diǎn)及其應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)外兩足步行機(jī)器人研究的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞 兩足機(jī)器人 歷史 現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1 研究?jī)勺悴叫袡C(jī)器人的原因和目的世界著名機(jī)器人學(xué)專(zhuān)家,日本早稻田大學(xué)的加藤一郎教授說(shuō)過(guò):“機(jī)器人應(yīng)當(dāng)具有的最大特征之一是步行功能”。步行功能的具備為擴(kuò)大機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)辟了無(wú)限廣闊的前景研究?jī)勺悴叫袡C(jī)器人的原因和目的,概括起來(lái)有如下4個(gè):(1)我們希望研制出兩足步行機(jī)構(gòu),使它們能在許多結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性環(huán)境中行走,以代替人進(jìn)行作業(yè)或延伸和擴(kuò)大凡類(lèi)的活動(dòng)領(lǐng)域。(2)我們希望更多地了解和掌握人類(lèi)的步行特性,并利用這些特性為人類(lèi)服務(wù)。(3)兩足步行系統(tǒng)具有非常豐富的動(dòng)力學(xué)特性,在這一方面的研究可以拓寬力學(xué)及機(jī)器人學(xué)的研究方向。(4)兩足步行機(jī)器人可以作為一種智能機(jī)器人在人工智能中發(fā)揮重要的作用1。2 兩足步行機(jī)器人的特點(diǎn)及其應(yīng)用前景在具有許多優(yōu)點(diǎn)的步行機(jī)器人中,由于兩足步行機(jī)器人體積較小,所以它們對(duì)環(huán)境有最好的適應(yīng)性。這種機(jī)器人除結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單外,在靜、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定步行方面,在高速運(yùn)動(dòng)方面,都是最困難的,但這些困難在技術(shù)上又并非不能克服。實(shí)用的兩足步行機(jī)器人由兩條腿和一個(gè)平臺(tái)(腰部)組成。腿的作用是為平臺(tái)提供移動(dòng)能力,而平臺(tái)的作用則是提供一個(gè)基礎(chǔ),以便安裝機(jī)械手、CCD攝象機(jī)、機(jī)載計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和蓄電池。顯然,這種帶機(jī)械手的兩足步行機(jī)器人能非常靈活地從事較多的工作。但是,對(duì)于這種兩足步行機(jī)器人來(lái)說(shuō),平臺(tái)的穩(wěn)定性對(duì)于有效地控制機(jī)械手末端操作器的位置和姿態(tài)是至關(guān)重要的,而兩條腿的步態(tài)又對(duì)平臺(tái)的穩(wěn)定性起決定作用。因此,如何規(guī)劃好腿的步態(tài),協(xié)調(diào)地控制兩條腿的運(yùn)動(dòng)以保持平臺(tái)及整個(gè)兩足步行機(jī)器人的穩(wěn)定就成為一個(gè)主要問(wèn)題。目前,兩足步行機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域主要是康復(fù)醫(yī)學(xué)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,兩足步行機(jī)器人在無(wú)人工廠、核電站、海底開(kāi)發(fā)、宇宙探索、康復(fù)醫(yī)學(xué)以及教育、藝術(shù)和大眾服務(wù)行業(yè)等領(lǐng)域都有著潛在而廣闊的應(yīng)用前景2。3 兩足步行機(jī)器人的歷史最早系統(tǒng)地研究人類(lèi)和動(dòng)物運(yùn)動(dòng)原理的是Muybridge,他發(fā)明了電影用的獨(dú)特?cái)z像機(jī),即一組電動(dòng)式觸發(fā)照相機(jī),并在1877年成功地拍攝了許多四足動(dòng)物步行和奔跑的連續(xù)照片。后來(lái)這種采用攝像機(jī)的方法又被Demeny用來(lái)研究人類(lèi)的步行運(yùn)動(dòng)。從本世紀(jì)30年代到50年代,蘇聯(lián)的Bernstein從生物動(dòng)力學(xué)的角度也對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物的步行機(jī)理進(jìn)行深入的研究,并就步行運(yùn)動(dòng)作了非常形象化的描述。真正全面、系統(tǒng)地開(kāi)展兩足步行機(jī)器人的研究是始于本世紀(jì)60年代。迄今,不僅形成了兩足步行機(jī)器人一整套較為完善的理論體系,而且在一些國(guó)家,如日本、美國(guó)和蘇聯(lián)等都已研制成功了能靜態(tài)或動(dòng)態(tài)步行的兩足步行機(jī)器人樣機(jī)。這一部分,我們主要介紹隊(duì)60年代到1985年這一時(shí)期,在兩足步行機(jī)器人領(lǐng)域所取得的最重要進(jìn)展36。在60年代和70年代,對(duì)步行機(jī)器人控制理論的研究產(chǎn)生了3種非常重要的控制方法,即有限狀態(tài)控制、模型參考控制和算法控制。這3種控制方法對(duì)各種類(lèi)型的步行機(jī)器人都是適用的。有限狀態(tài)控制是由南斯拉夫的Tomovic在1961年提出來(lái)的 ,模型參考控制是由美國(guó)的Farnsworth在1975年提出來(lái)的,而算法控制則是由南斯拉夫米哈依羅鮑賓研究所著名的機(jī)器人學(xué)專(zhuān)家Vukobratovic博士在1969年至1972年問(wèn)提出來(lái)的。這3種控制方法之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系。有限狀態(tài)控制實(shí)質(zhì)上是一種采樣化的模型參考控制,而算法控制則是一種居中的情況7。在兩足步行機(jī)器人的發(fā)展史上,Vukobratovic博士是一個(gè)非常突出的人物。他在整個(gè)70年代就兩足步行機(jī)器人的理論研究和假肢的設(shè)計(jì)發(fā)表了很多有影響的論文。他提出了用歐拉角描述兩足步行系統(tǒng)的通用數(shù)學(xué)模型;指出了由于步行系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和控制性能的特殊性,用一般控制理論不能滿意地解決人工實(shí)現(xiàn)步行的問(wèn)題,并相應(yīng)地提出了算法控制的概念;研究了類(lèi)人型兩足步行系統(tǒng)在單腳和雙腳支撐期機(jī)構(gòu)的特點(diǎn),并建立了從運(yùn)動(dòng)副組合到關(guān)節(jié)力矩計(jì)算等各項(xiàng)運(yùn)算的KINPAIR算法,分析了類(lèi)人型兩足步行系統(tǒng)的姿態(tài)穩(wěn)定性,并提出了相應(yīng)的姿態(tài)控制算法;對(duì)類(lèi)人型兩足步行系統(tǒng)進(jìn)行了能量分析和頻率分析。此外,他還與合作者一起為截癱病人和小兒麻痹癥患者設(shè)計(jì)了一系列半動(dòng)力型和動(dòng)力型輔助行走裝置 。特別重要的是,他和Stepanenko博士一起在1972年提出了“零力矩點(diǎn)ZMP 的概念。ZMP概念的提出對(duì)兩足步行機(jī)器人控制產(chǎn)生了非常重要的影響,為有效地控制兩足步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)開(kāi)辟了一條嶄新的途徑8。在步態(tài)研究方面,蘇聯(lián)的Bessonov和Umnov定義了“最優(yōu)步態(tài)”,Kugushev和Jaro-shevskij定義了自由步態(tài)。這兩種步態(tài)不僅適應(yīng)于兩足而且也適應(yīng)于多足步行機(jī)器人。其中,自由步態(tài)是相對(duì)于規(guī)則步態(tài)而言的。如果地面非常粗糙不平,那么步行機(jī)器人在行走時(shí),下一步腳應(yīng)放在什么地方,就不能根據(jù)固定的步序來(lái)考慮,而是應(yīng)該象登山運(yùn)動(dòng)員那樣走一步看一步,通過(guò)某一優(yōu)化準(zhǔn)則來(lái)確定,這就是所謂的自由步態(tài)。在兩足步行機(jī)器人的穩(wěn)定性研究方面,美國(guó)的Hemami等人曾提出將兩足步行系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的簡(jiǎn)化模型看作是一個(gè)倒立振子(倒擺),從而可以將兩足步行的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)解釋為使振子直立移動(dòng)的問(wèn)題。此外,從減小控制的復(fù)雜性考慮,Hemami等人還曾就兩足步行機(jī)器人的 “降階模型”問(wèn)題進(jìn)行了研究9。在步行模式這方面的研究中,日本加藤一郎教授及其合作者1980年提出了“準(zhǔn)動(dòng)態(tài)步行的概念,這是一種介于靜態(tài)步行和動(dòng)態(tài)步行之間的步行方式。它既具有靜態(tài)步行的特點(diǎn)又具有動(dòng)態(tài)步行的特點(diǎn),其步速要比靜態(tài)步行快,而實(shí)現(xiàn)起來(lái)又不象動(dòng)態(tài)步行那樣困難。最早采用最優(yōu)理論來(lái)研究類(lèi)人型兩足步行系統(tǒng)是美國(guó)的Chow和Jacobson。他們?cè)?971年發(fā)表的論文中, 具有約束條件的力學(xué)模型和性能最優(yōu)準(zhǔn)則作為兩足步行優(yōu)化問(wèn)題的核心,而以一種簡(jiǎn)化模型作為研究對(duì)象。但最后,他們僅是以局部耗能最少為基礎(chǔ)得出了一個(gè)優(yōu)化結(jié)果。前面我們?cè)赋鯲ukobratovic也對(duì)類(lèi)人型兩足步行系統(tǒng)進(jìn)行了能量分析 ,但他僅限于導(dǎo)出各關(guān)節(jié)及整個(gè)步行系統(tǒng)的功率隨時(shí)間的變化關(guān)系,并沒(méi)有過(guò)多地涉及能耗最優(yōu)這個(gè)問(wèn)題但在他的研究中,Vukobratovic得出了一個(gè)有用的結(jié)論,即步行姿態(tài)越平滑,類(lèi)人型兩足步行系統(tǒng)所消耗的功率就越少10。下面介紹一下樣機(jī)研制方面的主要情況。早在50年代中期,美國(guó)通用電氣公司就制造了一臺(tái)名為“Hardiman”的步行車(chē),但當(dāng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)和伺服控制技術(shù)顯然還不足以使Hardiman進(jìn)入實(shí)用化階段。1986年至1971年間,牛津大學(xué)的Witt等人曾制造和完善了一個(gè)兩足步行機(jī)器人。當(dāng)時(shí)他們的主要目的是為癱瘓者和下肢殘疾者設(shè)計(jì)實(shí)用的輔助行走裝置。這個(gè)機(jī)器人在平地上走得非常好,步速為0.28米秒,功率消耗約4瓦 。1972年,日本早稻田大學(xué)的加藤一郎教授及其合作者設(shè)計(jì)的Wabot(前身為wL一5)是迄今為止最上象的一個(gè)兩足步行機(jī)器人,它除有兩條腿之外,還具有許多其它擬人的特征Wabot首次步行是在1973年,它具有一定的自律性,能完成低速度的靜態(tài)穩(wěn)定步行。后來(lái),加藤他們又制造了一系列兩足步行機(jī)器人,這些機(jī)器人一般都是液壓驅(qū)動(dòng)的,每條腿上一般具有5個(gè)自由度,典型的步長(zhǎng)和步行周期分別是15厘米和l5秒,并且它們都能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和準(zhǔn)動(dòng)態(tài)步行。特別值得一提的是,這些科學(xué)家在1984年成功地使他們研制的wLlORD兩足步行機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)步行,步幅為43.18厘米,步速達(dá)到1.3秒步。wL一10RD機(jī)器人重84公斤,在其本體上安裝了一臺(tái)Z8002微型計(jì)算機(jī),用來(lái)控制它的步行運(yùn)動(dòng)11,12。在80年代初,東京大學(xué)的Miura和Shimoyama研制了5種類(lèi)型的兩足步行機(jī)器人,它們依次被命名為BIPER-1,2,3,4,5。所有這些機(jī)器人都不能保持靜態(tài)穩(wěn)定,但在適當(dāng)?shù)目刂谱饔孟露寄軐?shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)步行。BIPER一1和BIPER一2其能側(cè)行;BIPER一3是一個(gè)高蹺型機(jī)器人,腳與地面以點(diǎn)狀接觸,它既能側(cè)行,也能前進(jìn)、后退;BIPER一4的兩條腿具有與人完全相同的自由度;而B(niǎo)IPER-5則與BIPER-3相似,但BIPER一5的所有儀器。如計(jì)算機(jī)等,都安裝在其本體上13。1982年,東京理工學(xué)院的Funabashi等人設(shè)計(jì)了一個(gè)名為MEG一2的兩足步行機(jī)器人,在該機(jī)器人的連桿機(jī)構(gòu)上安裝有重力和慣性力補(bǔ)償裝置。在1985年的實(shí)驗(yàn)中,該機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了高速步行(125步分)。此外,日本還有很多科學(xué)家和技術(shù)人員在8O年代也研制了一些兩足步行機(jī)器人。其中有的采用最優(yōu)調(diào)節(jié)器和數(shù)字控制理論來(lái)控制兩足步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng),有的用形狀記憶合金作為關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器,而有的則是研究軌跡產(chǎn)生算法或試將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論用于步行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制在1985年以前,樣機(jī)的研制主要是日本的科學(xué)家做出了突出的貢獻(xiàn)。4 兩足步行機(jī)器人研究的近期情況和現(xiàn)狀從8O年代中期到現(xiàn)在,雖然理論研究和樣機(jī)研制不象1985年以前那樣豐富,但也頗具特色。重要的是,國(guó)內(nèi)正是在這一時(shí)期全面開(kāi)展了兩足步行機(jī)器人的研究。下面,首先看看美國(guó)的有關(guān)情況。1985年,美國(guó)的Hodgins和Raibert等人研制了一個(gè)用來(lái)進(jìn)行奔跑運(yùn)動(dòng)和表演體操動(dòng)作的平面型兩足步行機(jī)器人,這個(gè)機(jī)器人有3個(gè)自由度。1986年,他們用這個(gè)機(jī)器人進(jìn)行奔跑實(shí)驗(yàn),著重研究奔跑過(guò)程中出現(xiàn)的彈射飛行狀態(tài)。在實(shí)驗(yàn)中,這個(gè)機(jī)器人的最大速度高達(dá)4.3米秒。1988年和1990年,他們又用這個(gè)機(jī)器人進(jìn)行翻筋斗動(dòng)作實(shí)驗(yàn)。Hodgins和Raibert研究這兩種運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樗鼈兒胸S富的動(dòng)力學(xué)內(nèi)容,尤其是兩者都具有彈射飛行狀態(tài)。在美國(guó)研究?jī)勺悴叫袡C(jī)器人的科學(xué)家中,鄭元芳(YFZheng)博士是一個(gè)非常杰出的人物。他在80年代初由中國(guó)去了美國(guó),并于1984年在俄亥俄州立大學(xué)獲博士學(xué)位,然后一直在克萊姆森大學(xué)工作,最近又回到俄亥俄州立大學(xué)任職。在克萊姆森大學(xué)期間,他主持研制了兩臺(tái)步行機(jī)器人,分別命名為SD一1和SD一2。SDl具有4個(gè)自由度,SD一2則有8個(gè)自由度。其中,SD一2是美國(guó)第一臺(tái)真正擬人的兩足步行機(jī)器人。1986年,SD一2機(jī)器人成功地實(shí)現(xiàn)了平地上前進(jìn)、后退以及左、右側(cè)行。1987年,這個(gè)機(jī)器人又成功地實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)步行。鄭元芳博士也因他在機(jī)器人領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)而獲得美國(guó)1987年度“總統(tǒng)青年研究員”獎(jiǎng) 。1984年,鄭元芳博士對(duì)兩足步行機(jī)器人與環(huán)境接觸時(shí)的碰撞效應(yīng)進(jìn)行了研究。1987年,他提出了一種用于兩足步行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的監(jiān)控系統(tǒng)。1989年,他研究了兩足步行機(jī)器人的擾動(dòng)抑制問(wèn)題。1990年他首次提出了使兩足步行機(jī)器人能走斜坡的控制方案,并利用SD一2機(jī)器人進(jìn)行了成功的實(shí)驗(yàn) 。此外,鄭元芳博士還從神經(jīng)生理學(xué)的角度對(duì)人類(lèi)肌肉的多級(jí)傳感與多級(jí)驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行了研究,并提出了采用這種原理設(shè)計(jì)兩足步行機(jī)器人的方法。下面我們?cè)倏纯磭?guó)內(nèi)在兩足步行機(jī)器人方面的研究情況14。我國(guó)從80年代中期才開(kāi)始研究?jī)勺悴叫袡C(jī)器人,當(dāng)時(shí)主要的研究單位是哈爾濱工業(yè)大學(xué)和國(guó)防科技大學(xué)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制成功的第一臺(tái)兩足步行機(jī)器人重7Okg,高l10cm,有10個(gè)自由度,采用直流電機(jī)經(jīng)諧波減速驅(qū)動(dòng),控制系統(tǒng)由一臺(tái)IBMPCXT計(jì)算機(jī)和l0個(gè)MCS一51單片機(jī)系統(tǒng)組成。1989年l0月,這個(gè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了平地上的前進(jìn),左、右側(cè)行以及上、下樓梯的運(yùn)動(dòng),步幅可達(dá)45cm,步速為l0秒步,為靜態(tài)步行。最近哈爾濱工業(yè)大學(xué)又研制了一臺(tái)l2自由度的兩足步行機(jī)器人,并正在進(jìn)行動(dòng)態(tài)步行的實(shí)驗(yàn)。國(guó)防科技大學(xué)在1988年春天成功地研制了一臺(tái)平面型、6自由度的兩足步行機(jī)器人KDW 1。它能前進(jìn)、后退和上、下樓梯,最大步幅為40cm,步速為4秒步。1989年,他們又成功地研制了一臺(tái)空間運(yùn)動(dòng)型的兩足步行機(jī)器人KDW 2。該機(jī)器人具有l(wèi)0個(gè)自由度,體高69cm,重l 3kg,各關(guān)節(jié)采用直流伺服電機(jī)經(jīng)諧波減速驅(qū)動(dòng),系統(tǒng)采用局部關(guān)節(jié)伺服控制,離線步態(tài)規(guī)劃和局部實(shí)時(shí)修正方案,用一臺(tái)l6位微機(jī)進(jìn)行步態(tài)協(xié)調(diào)控制在1989年,KDW 2機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了前進(jìn)、后退、上下臺(tái)階的靜態(tài)穩(wěn)定步行以及左、右的準(zhǔn)動(dòng)態(tài)步行。1990年國(guó)防科技大學(xué)在KDW 2的平臺(tái)上安裝了兩個(gè)垂直關(guān)節(jié),進(jìn)一步發(fā)展成KDW一3。該機(jī)器人已有l(wèi)2個(gè)自由度,除具有KDW-2的全部功能外,還能做轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng),真正實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的全方位行走。國(guó)防科技大學(xué)還將工業(yè)機(jī)器人的軌跡示教方法用到了兩足步行機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃中,形成了步行機(jī)器人的步態(tài)示教劃規(guī)技術(shù)。我們南京航空學(xué)院從1989年秋天起也開(kāi)展了一個(gè)兩足步行機(jī)器人的研究計(jì)劃,現(xiàn)在已研制出一臺(tái)8自由度空間運(yùn)動(dòng)型的兩足步行機(jī)器人,命名為NAIWR1。目前,這一計(jì)劃正在實(shí)施中。總觀起來(lái),兩足步行機(jī)器人研究的現(xiàn)狀是:國(guó)外,主要是日本和美國(guó),對(duì)兩足步行機(jī)器人的研究已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平,研制出了能靜態(tài)或動(dòng)態(tài)行走的多種樣機(jī)。國(guó)內(nèi)由于起步較晚,前一段剛完成靜態(tài)穩(wěn)定步行的研究,目前,正處于準(zhǔn)動(dòng)態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定步行的研究階段。雖然國(guó)內(nèi)的研究水平還不象國(guó)外那樣高,但在短短的五六年時(shí)間能達(dá)到今天的水平,已經(jīng)是相當(dāng)驚人的了。5 兩足步行機(jī)器人研究的發(fā)展趨勢(shì)概括起來(lái),兩足步行機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)包括如下l0個(gè)方面:(1)能動(dòng)態(tài)穩(wěn)定地高速步行。(2)能以自由步態(tài)全方位靈活行走。(3)具有良好的地形適應(yīng)性。(4)具有極強(qiáng)的越障和回避能力。(5)具有很高的載重自重比。(6)可靠性高、工作壽命長(zhǎng)。(7)具有豐富的內(nèi)感知和外感知系統(tǒng)。(8)控制系統(tǒng)和能源裝置機(jī)載化。(9)具有完全的自律能力。(10)具有靈活的操作能力(安裝一個(gè)或多個(gè)機(jī)械手)。6 結(jié)束語(yǔ)本文較詳細(xì)地介紹了國(guó)內(nèi)外兩足步行機(jī)器人研究的主要情況我們相信,隨著整個(gè)機(jī)器人技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,在不久的將來(lái),兩足步行機(jī)器人一定能夠真正進(jìn)入實(shí)用化階段,在各行各業(yè)中發(fā)揮重要作用。參考文獻(xiàn)1 Muybridge EThe horse in motion as shown by mstantananeous hotographsLondon,England1982.2 Berntein N AInvestigarions biodynamicb of locomotion.Moscow, WIEM 19851.3 Tomovic RA general theoretical model of greeping displacement Cybernedcs,Engish Translation,1961.4.4 馬培蓀,沈乃勛譯,M伍科布拉托維奇著步行機(jī)器人和動(dòng)力型住肢.科學(xué)出版社,1983.5 王志良.競(jìng)賽機(jī)器人制作技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.6 馬香峰等.工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì)M. 北京:冶金工業(yè)出版社,1996.9.7 余達(dá)太,馬香峰.工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程M. 北京:冶金工業(yè)出版社,1999.4.8 劉政華等.機(jī)械電子學(xué)M.北京:國(guó)防科技大學(xué)出版社,1999.10. 9 張建民.機(jī)電一體化原理與應(yīng)用M.國(guó)防科技大學(xué)出版社,1992.1.10 曲家騏等.伺服控制系統(tǒng)中的傳感器M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.11 秦志強(qiáng)等. 基礎(chǔ)機(jī)器人制作與編程M. 北京: 電子工業(yè)出版社,2007.12 高鐘毓機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.213 陳繼榮.智能電子創(chuàng)新制作M.北京:科技出版社,2007.14 張建民等機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)M北京:北京理工大學(xué)出版社,1997. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開(kāi) 題 報(bào) 告本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段(途徑):本課題是設(shè)計(jì)兩足行走機(jī)器人行走結(jié)構(gòu)部分,能夠?qū)崿F(xiàn)交替邁腿功能。兩足行走機(jī)器人,典型特征是不僅能在平地上,而且能在凹凸不平的地上步行,能跨越溝壑,上下臺(tái)階,具有廣泛的適應(yīng)性。主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)是機(jī)器人跨步時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)移重心而保持平衡的問(wèn)題。對(duì)于平衡穩(wěn)定,初步設(shè)想采用的方法是,在設(shè)計(jì)兩足步行機(jī)時(shí),為了提高其運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性,常采用較大的腳板支撐面,并且使機(jī)構(gòu)的重心位置盡可能放低,以使運(yùn)動(dòng)中步行機(jī)的ZMP(ZMP的定義是:地面對(duì)腳底板沿z向作用的分布力的合力,若這個(gè)合力作用點(diǎn)處的力矩為零,這一點(diǎn)便是零力矩點(diǎn))落在支撐平面內(nèi)。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中,這兩種方法都受到結(jié)構(gòu)的限制,因此,還必需進(jìn)一步研究探索其平衡方法。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開(kāi) 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見(jiàn):1對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ):該生的文獻(xiàn)綜述結(jié)合所要研究地課題比較緊密,從文中可以看出該生對(duì)所要做地工作進(jìn)行了較深入地學(xué)習(xí)。2對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)(論文)結(jié)果的預(yù)測(cè):本課題要做什么步驟敘述很清楚,設(shè)計(jì)思路正確,工作量合理,預(yù)計(jì)該生能順利并很好地完成該課題。 指導(dǎo)教師: 年 月 日所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn): 負(fù)責(zé)人: 年 月 日
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編號(hào):1115063
類(lèi)型:共享資源
大?。?span id="kcbddel" class="font-tahoma">16.25MB
格式:RAR
上傳時(shí)間:2019-10-07
25
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
行走
機(jī)器人
結(jié)構(gòu)
部分
部份
設(shè)計(jì)
- 資源描述:
-
0125-兩足行走機(jī)器人-行走結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì),行走,機(jī)器人,結(jié)構(gòu),部分,部份,設(shè)計(jì)
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