大型六足机器人结构设计及仿真分析

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1、分类号：TP242单位代码：10183研究生学号：2015417006密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）大型六足机器人结构设计及仿真分析MechanismDesignandAnalysisforLarge-scaleHexapodRobot作者姓名：管翼鹏专业：机械设计及理论研究方向：六足机器人指导教师：王继新教授培养单位：机械科学与工程学院2018年6月—————————————————————大型六足机器人结构设计及仿真分析—————————————————————MechanismDesignandAnalysisforLarge-scaleHexapodRo

2、bot作者姓名：管翼鹏专业名称：机械设计及理论指导教师：王继新教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均

3、已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：机械设计及理论论文题目：大型六足机器人结构设计及仿真分析作者签名：指导教师签名：年

4、月日作者联系地址(邮编)：吉林省长春市南关区人民大街5988号吉林大学南岭校区机械科学与工程学院（130022）作者联系电话：15584008873摘要大型六足机器人结构设计及仿真分析摘要六足机器人具有关节自由度多、稳定性好、承载能力高、地形适应性强的优点。大型仿生六足机器人的设计与研发将促进国家仿生机器人技术的发展，在军事、民用等多个领域均能得到广泛应用，具有重要的理论意义和学术价值。六足机器人研究过程中产生的学术理论和方法在工程应用上具有广阔前景和深远影响。本文依托吉林省科技发展计划项目：大尺度高适应性仿生六足机器人设计与控制技术研究(项目号：20160204057GX

5、)。对比分析了现有国内外六足机器人整机构型和单腿构型，总结几种常见构型的足端活动空间及稳定性后，建立了六足机器人单腿简化模型。设计了三种单腿结构并选取极限工况，分析所设计的几种单腿结构在极限工况下的表现。依据机器人最大行进速度指标对机器人液压系统的最大流量和功率进行计算和分析，依据计算结果对各主要元件进行选型和布置。考虑到大型六足机器人在工作中力流线不断变化的特点，有针对性的分析了本文设计的机身结构强度。拟定了对六足机器人机身受力计算的边界条件施加方式，将机身受力计算结果与整机受力计算结果进行对比，其结果表现一致，验证了对机身结构拟定的边界条件的正确性。对机身结构进行了模态

6、分析，结果表明机器人机身结构能够合理避免共振。对六足机器人整机进行了刚柔耦合分析，分析了在该构型下单腿结构强度及足端受力等。基于速度对六足机器人足端轨迹进行了规划。在六足机器人常规平路步态中采用基于速度的足端轨迹规划后，六足机器人行走过程中质心前后加减速现象消除。最后对单腿结构各关节驱动器进行了跟随实验，验证结果表明了大腿和小腿关节跟随性好，满足需求，侧摆关节跟随性有待提升。关键词：六足机器人，静力学分析，单腿构型对比，刚柔耦合分析，足端轨迹规划IAbstractMechanismDesignandAnalysisforLarge-scaleHexapodRobotAbst

7、ractHexapodrobothasmanyadvantagessuchashighdegreeofjointfreedom,goodstability,highcarryingcapacityandstrongterrainadaptability.Thedesignanddevelopmentofthelarge-scalehexapodbio-robotwillpromotethedevelopmentofthenationalbionicrobottechnology.Itcanbewidelyusedi