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1、模块化双足机器人的结构设计及仿真智能工程廖绍辉,张连东(大连交通大学机械工程学院,辽宁大连116028)StructuralDesignandSimulationofBipedRobotBasedonModuleLIAOShao-hui,ZHANGLian-dong(SchoolofMechanicalEngineering,DalianJiaotongUniversity,Dalian116028,China)摘要:利用德国AMTEC公司生产的Power2ofthesinglelegmovementundertheorganizationCube模块设计了3种不同结构的双足
2、机器人,以systemmodulecollection(SimMechanicsBlockset)Pro/E软件绘出简化后的三维图形,并借助MatlaboftheMatlabsoftwaresupporting.Finally,there2软件的机构系统模块集(SimMechanicsBlockset)对sultindicatethatthedesignedstructuresarerea2单腿运动进行了仿真,结果表明所设计的结构合理.sonable.关键词:双足机器人;模块化设计;仿真Keywords:bipedrobot;modulardesign;simu2中图分类号:
3、TP242lation文献标识码:A文章编号:1001-2257(2007)12-0063-030引言Abstract:UsethePowerCubemoduleproducedbyGermanyAMTECCorporationtodesignthree20世纪80年代末以来,为了满足市场变化和kindsofdifferentstructuresofbipedrobot,build科研的需要,产生了模块化机器人.模块化机器人系thethreedimensionalgraphaftersimplification统由几何特征以及功能相似的可交换模块组成,能withPro/Eso
4、ftware,andcarryoutthesimulation够根据实际需要配置成不同结构的机器人,以适应不同的工作要求.科研和工业领域近年来对模块化收稿日期:2007-07-13[1-7]基金项目:国家自然科学基金资助项目(50505004);辽宁省基金资助机器人的研究取得较多的成果.模块化双足机项目(20051061);辽宁省教育厅资助项目(05L050)器人在机构上具有模块化的特点,每个足以及足内灰色控制的响应曲线的跟踪误差降低了0.15μm,业仪表与自动化装置,1999,(5):11-13.极大地提高了定位的精确度;从两者控制信号的对[2]薛实福,李庆祥.精密仪器设计
5、[M].北京:清华大学出比版社,1991.,灰色控制的信号更具规律性,便于控制,无振荡[3]张庆,王华坤,张世琪.微机电系统二维微动工作台产生,利于提高微动平台的稳定性和鲁棒性.运用灰微位移机构特性研究[J].机械与电子,2002,(6):39-色设计可使系统的特性显著改善,从而证明了灰色42.设计在微动平台中的有效性.[4]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学(上、下册)[M].北京:高等教育出版社,1982.5结束语[5]吴鹰飞,周兆英.柔性铰链的计算与分析[J].机械设计由以上分析可以看出,运用灰色设计方法对微与研究,2002,18(3):29-30.动平台进行控制,
6、不仅可以减少试验次数及运算量,[6]王锦标.计算机控制系统[M].北京:清华大学出版社,试验仿真结果表明了灰色控制使微动平台的灰量得2003.到了一定程度的白化,提高了控制质量及其鲁棒性.作者简介:陶帅(1985-),男,河南泌阳人,硕士,研究方向为压电隔振;白鸿柏(1964-),男,辽宁康平人,博士研究生导参考文献:师,研究方向为振动冲击与防护.[1]张定慧.采用柔性铰链实现微位移的方法研究[J].工1机械与电子22007(12)·63·各个关节、足节都是独立的模块.针对机构的模块关节显得臃肿笨重,影响机器人的灵活性,不利于双化,为了更直观地研究双足机器人的下肢结构和步足机
7、器人的行走.为保证脚板能够在不同坡度的地态实现,设计了3种不同结构的双足机器人.面上步行,需要设置能调整前后和左右2个方向的自由度,踝关节的扭转动作可以借助髋关节的扭转1PowerCube模块化机器人自由度来实现.所以,每条腿设置6个自由度可以满PowerCube模块化机器人是德国AMTEC公足基本类人动作的需要.司的高科技产品.它将驱动电机、电机控制器、放大2.2结构设计器和通信电路等集成在标准模块中.AMTEC公司基于模块的尺寸和自由度配置要求,设计了3为用户提供2种类型的模块:转动模块和移动模块.
