毕业设计(论文)-仿生机器蛇的设计与仿真

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时间:2019-03-30

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1、仿生机器蛇设计和仿真研究上海电力学院本科毕业设计(论文)题  目: 仿生机器蛇的设计与仿真    院  系: 电力与自动化工程学院 专业年级:测控技术与仪器学生姓名:  学号:指导教师:         仿生机器蛇设计和仿真研究【摘要】在仿生机械学中,模仿生物蛇而衍生的机器蛇将逐渐具备灵活的变形特征。具有多于确定机器人空间位置和姿态所需的自由度,使得它可摹仿生物蛇的运动状态,在许多的领域具有广泛的应用前景。本文提出了一种类似正弦波形的7关节三动杆蛇形机器人结构,并对该机器人的步态进行了分析,对其前进的方式进行了数学建模设计,最

2、后使用软件ADAMS2007进行运动的计算机建模和模拟仿真,通过仿真,验证了模型的步态过程与端点的轨迹曲线。为该蛇形机器人在具体设计制造前提供了理论和仿真。关键词:蛇形机器人;运动模拟;ADAMS建模仿真仿生机器蛇设计和仿真研究【Abstract】Insimulationmechanics,snake-machinewhichderivesfromsimulatingbiologicalsnakesbecomesmoreandmoreflexible.Snake-machineisahighlyredundantrobotwh

3、ichhasmorefreedomswhichisneededinspacelocationandgesturesthandefiniterobot,thusitcansimulatethemovementofsnakeandhasabetterprospect:forexampleitcanexecuteinvestigationmissions、minesweepingandsearching.Thevariationofmovementmakesithasabetterabilityofadaption,everyjoi

4、ntderivedseparately,ithasastrongloadcapacityandeasymaintenance.Thisarticleprovidesastructureofsinusoidalsevenjointssnake-machine,andgivesaconclusionbyusingthesoftwareADAMS2007toexecutethemodelingofmotionandsimulation.Thissnake-machinegivestheoryandsimulationbeforesp

5、ecificdesignandmanufacturing.KeyWords:Snake-likerobot;Motionsimulation;ADAMSModelingandSimulation仿生机器蛇设计和仿真研究目录1绪论11.1课题研究的背景及意义11.2仿生机器蛇的研究现状及发展11.2.1 国外研究现状11.2.2 国内研究现状51.3蛇的运动方式61.4本文的研究内容72仿生机器蛇的运动分析及步态研究92.1引言92.2仿生机器蛇运动模型92.2.1仿生机器蛇的侧向运动模型92.2.2仿生机器蛇的蠕动运动模型10

6、2.3仿生机器蛇的步态研究112.3.1仿生机器蛇的模型结构设计112.3.2仿生机器蛇的步态研究112.3.2仿生机器蛇的步态与位移分析122.3.3仿生机器蛇各连杆间的相对角位移142.3.4仿生机器蛇设计142.4本章小结163仿生机器蛇的ADAMS仿真173.1ADAMS软件介绍173.2仿生机器蛇的ADAMS仿真流程183.3仿生机器蛇的ADAMS仿真模型参数193.4仿生机器蛇的ADAMS仿真结果分析与验证213.5本章小结274总结284.1结论284.2展望28致谢29参考文献30附录31附录1:ADAMS中的

7、STEP和IF函数及方形波函数31附录2:ADAMS中的约束关系33附录3:万向节34仿生机器蛇设计和仿真研究1绪论1.1课题研究的背景及意义蛇的生存环境是非常多样化的:森林、沙漠、山地、石堆、草丛、沼泽甚至湖泊。它独特的蜿蜒爬行方式使其在各种生态条件下都随遇而安、运动迅速自如。蛇可以爬树、游水、钻洞、绕过障碍物、穿越沙漠,在平坦的地面爬行更是能达到行动如飞。蛇的身体,虽然只不过象一条绳子,但功能强大:在前行的时候可以当“腿脚”,在攀爬的时候可以当“手臂”,而在攫取东西时又可以当“4手指”。在仿生机械学中,模仿生物蛇而诞生的仿

8、生机器蛇将逐渐具备这些特性。仿生机器蛇是一种高冗余度移动机器人,具有多于确定机器人空间位置和姿态所需的自由度,使得它可摹仿生物蛇的运动状态,在许多领域具有广泛的应用前景。在军事方面,它可以是未来战场上的重要侦察、监视和攻击武器,能以可接受的成本执行某些有价值的任务:还可用于战

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