仿人双足机器人机构运动模拟和强度分析 毕业论文

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1、毕业设计中文摘要仿人双足机器人是机器人研究的前沿领域，是多种科技的结合，代表一个国家的技术水平。仿人双足机器人最大的特征就是双足步行，因此它的灵活性很高，可以代替人类完成危险作业。本文回顾了国内外仿人双足机器人的发展历史，在分析人类下肢结构的基础上，确定机器人机构的自由度配置、关节结构及驱动形式。在inventor环境下进行机构的建模及装配，完成仿人双足机器人机构的设计，最后对仿人双足机器人机构进行运动模拟和强度分析，检验机构的运动性能和强度，进一步优化机构的设计。关键词：仿人双足机器人，机构设计，运动模拟，强度分析毕业设计外文摘要TitleDesignofhumanoidbiped

2、robotAbstractHumanoidbipedrobotisafrontierfieldofrobotresearch,isthecombinationofscienceandtechnology,thetechnicallevelonbehalfofacountry's.Characteristicsofhumanoidbipedrobotisthebiggestbipedwalking,soitshighflexibility,canreplacehumandodangerouswork.Thispaperreviewsthedevelopmenthistoryofdome

3、sticandforeignhumanoidbipedrobot,basedonanalysisofhumanlowerlimbstructure,determinetherobotDOFconfiguration,jointstructureanddrivemode.Modelingandassemblymechanismbasedoninventor,completedthedesignofhumanoidbipedrobotmechanism,finallycarriesontheanalysisofmotionsimulationandstrengthofhumanoidbi

4、pedrobot,motionperformanceandthestrengthoftheinspectionorganization,andfurtheroptimizethemechanismdesign.KeywordsHumanoidbipedrobot，mechanismdesign，motionsimulation，strengthanalysis目录1绪论11.1课题研究的意义11.2国内外仿人双足机器人发展现状21.3本课题研究的主要内容112仿人双足机器人机构设计122.1人体下肢分析122.2仿人双足机器人总体设计202.3仿人双足机器人关节设计232.4仿人双足

5、机器人总体结构352.5本章小结373机器人机构的运动模拟383.1行走的运动模拟383.2蹲下的运动模拟413.3转弯的运动模拟433.4本章小结434机器人机构的强度分析454.1静态强度分析454.2运动载荷下的强度分析484.3本章小结51结论52致谢53参考文献541绪论1.1课题研究的意义随着机器人研究的不断深入，应用领域的不断拓宽，人们把目光更多的集中在仿人双足机器人的研究上[1]。仿人双足机器人融合了多种学科、高新技术于一身，不仅代表了机器人研究领域的尖端技术，也反映了一个国家的科技水平，因此各个国家都投入巨资开展研究。正如著名的机器人专家，日本的加藤一朗教授说的那样

6、“步行功能应当是机器人所具备的最大特征之一[2]”。与其他步行机器人相比仿人双足机器人最主要的特征就是双足步行，双足步行是人类的特有功能，是人腿经过不断进化的结果。因此双足机器人的步行是机器人步行系统中最复杂、自动化程度最高的，其步行系统主要有以下几个特点：(1)仿人双足机器人地面适应能力强，步行占地面积小，移动范围大、盲区小，有较高的越障能力，可以实现上下台阶、通过崎岖路面等复杂动作。(2)仿人双足机器人的能耗低，可以设置独立的能源供给，适应未来能源紧张的形势。(3)仿人双足机器人应用前景广阔，不仅可以代替人在危险条件下工作，也可以改装成移动平台加装各种设备，扩大加装设备的移动范围

7、。仿人双足机器人机构在工程应用上是少有的多自由度、高阶、非线性系统，这些无疑对机器人的机械结构和驱动装置提出了新的要求。仿人双足机器人机构是机器人动力学、运动学及相关控制理论研究的理想平台，力学及控制领域中的理论、方法经常会在对其机构的研究中创新[3]。不仅如此在研究仿人双足机器人机构的过程中还能对周边的学科—如仿生学、人工智能等产生推动作用，促进其发展。1.2国内外仿人双足机器人发展现状1.2.1国外仿人双足机器人研究现状最早在1968年的英国，Mosh