具有弹性躯干仿生猎豹机器人的设计与仿真

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1、具有弹性躯干仿生猎豹机器人的设计与仿真2013陶俊杰硕士机械工程黎教蔡授勇教授独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧己在论义中作了明确的说明并表示了谢意。Ｗ签名句准曰期：抑手例句关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留，目ｐ；、使用

2、学位论文的规定学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可Ｗ公布该论文的全部或部分内容，可レッ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名导师签名’Ｊ日期：或ClassifiedIndex:U.D.C:SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisDesignandSimulationofaBionicCheetahRobotwithElasticBodyGrade:2013C

3、andidate:TaoJunjieAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:MechanicalEngineeringSupervisor:Prof.CaiYongApr.20,2016西南科技大学硕士研究生学位论文I摘要仿生机器人的研究越来越受人们关注，尤其是四足仿生机器人。本论文以提高仿生猎豹机器人运动快速性和灵活性为目标，研究四足仿生机器人在高速运动步态下有无弹性躯干关节对其运动性能的影响。以及对设计的仿生猎豹机器人应用虚拟样机技术对其奔跑运动进行仿真分析。首

4、先，大量查阅国内外各种四足仿生机器人文献，分别列举出仿生机器人主要研究内容和方向。发现传统四足仿生机器人设计主要集中在腿部关节的设计，对其脊柱关节的仿生设计简化成一刚性。由此提出一种具有弹性躯干关节的仿生猎豹机器人模型设计思路，并利用三维建模软件Pro/E建立仿生猎豹机器人的三维模型。其次，建立猎豹机器人奔跑运动数学模型，并对其奔跑步态的四个运动相进行运动学和动力学分析。列出猎豹机器人在四个运动相的运动方程。采用庞加莱映射方法对具有弹性躯干关节的猎豹机器人运动稳定性进行研究。最后，利用虚拟样机技术对具有弹性躯干与刚性躯干

5、模型进行对比仿真分析，以及对机械前、后腿和整体仿生猎豹机器人跳跃奔跑仿真分析。总结得出：具有弹性躯干关节的仿生猎豹机器人其奔跑跳跃性能得到提高，跳跃高度更高、能量损耗低和运动速度更快等优点。关键词：弹性躯干；仿生机器人；稳定性；虚拟样机仿真西南科技大学硕士研究生学位论文IIAbstractTheresearchonbiomimeticrobotsbecomemoreandmoreattentionbypeople,especiallythequadrupedbiomimeticrobots.Thispaperwhichi

6、nordertoimprovebioniccheetahrobotmovementspeedandflexibilityasthegoal,thestudyofquadrupedbiomimeticrobotsathighspeedunderthemovementgaitpresenceofelasticbodyjointsaffecttheperformanceofitsmovement.Aswellasthedesignofbioniccheetahrobotapplicationofvirtualprototypi

7、ngtechnologytorunitsmotionsimulationanalysis.First,readalargenumberofvariousdomesticandforeignliteratureaboutquadrupedbionicrobot,Listedrespectivelythebionicrobotmainresearchcontentanddirection.Itfoundthatthetraditionalbionicquadrupedrobotdesignedmainlyconcentrat

8、edinthelegjointsdesignedtosimplifythedesignoftheirspinaljointsrigidobjects.WherebytheproposedbioniccheetahrobotmodeldesignideasforFlexibletrunkjoint,andusethre