仿壁虎爬行机器人运动步态研究【开题报告+文献综述+毕业设计】

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1、本科毕业论文系列开题报告机械设计制造及其自动化仿壁虎机器人研究一、选题的背景和意义机器人技术是一个科学技术发展的一个综合性的结果，是推动社会经济发展的一门重要科学技术，它不但可以提高人们的生产效率，还可以代替人们完成危险的工作，甚至完成一些人们所不能胜任的工作。自美国在1962年研制出世界上第一台机器人以来，经过近40年的发展，机器人技术已经由第一代简单个体机器人，第二代具备了感觉能力的机器人到第三代智能机器人。今天，智能机器人的应用已经应用到各行各业。随着人们探索太空、开发海洋、军事作战等需求的增加，人们对机器人提出了更高的要求。而生物灵巧的运动机构和模式为机器

2、人的创新提供了源泉。从20世纪50年代以来，人们用化学、物理学、数学等技术对生物进行深入的研究，使得人们对生物体功能机理的认识有了飞速的发展。生物学家与工程师们的积极合作使得生物学与工程学互相渗透于，1960年9月一门新的科学仿生学正式诞生。仿生机器人就是模仿生物外部形状、运动原理、及行为方式的机器人。科学家创造出了许多仿生机器人,如机器鱼、机器蛇、机器蝇，以及生物机器人等。壁虎是一种可攀爬光滑的平面和垂直面，甚至能越过光滑的天花板。科学家以壁虎为研究模仿对象，已经研制出了各种爬壁机器人。他们在民用及军用上有着极其广泛的应用，民用领域他可以代替人们清洗高楼大厦的外

3、墙面和玻璃，检测舰船船体等，在军用领域，可以进行窃听等。因而越来越受到人们的的重视。而传统爬壁机器人的吸附原理限制了其工作环境和范围。而壁虎的吸附原理为突破传统机器人的限制提供了新的研究方向。二、研究目标与主要内容（含论文提纲）本课题的研究目标和主要内容是：在现有国内外仿壁虎机器人研究的基础上，有针对性的对仿壁虎机器人的运动机理进行研究，提出设计方案，用图纸表达出设计的结构，并对结构的性能进行校核。本课题从下面三个方面展开工作：（1）研究壁虎的运动机理。（2）研究分析国内外爬壁机器人、仿壁虎机器人（2）提出一种新型的仿壁虎机器人设计方案。（3）用PRO/E画出机器

4、人的运动结构，并进行性能校核。提纲：第1章绪论1.1引言1.2壁虎机器人的发展状况及其重要性1.3国内外壁虎机器人的研究成果1.4壁虎机器人研究面临的问题1.5本文的主要研究内容第2章壁虎的运动机理研究2.1引言2.2壁虎的运动机理研究2.2.1壁虎运动步态研究2.2.2壁虎爬壁机理研究2.3本章小结第3章对国内外爬壁机器人、仿壁虎机器人运动机理进行研究分析2.1引言2.2国内外爬壁机器人运动机理研究2.2.1运动机理研究2.2.2爬壁机理研究2.3国内外仿壁虎机器人运动机理研究2.3.1运动机理研究2.3.2爬壁机理研究2.4本章小结第4章壁虎机器人机构设计3.

5、1引言3.2机构设计的基本思想3.3壁虎机器人腿部方案设计3.3.1腿部约束方案的确定3.3.2腿部约束方案的仿生学解释3.4基于电机驱动方案的机构设计3.4.1储能元件的选择和设计3.4.2传动机构的设计3.4.3基于电机传动方案的初步实验分析3.4.4基于电机传动方案的样机设计3.5本章小结结论第4章总结一、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等通过查阅大量相关文献资料，对其中各种方案进行分析，在对壁虎及爬壁机器人，特别是仿壁虎爬壁机器人运动机理研究的基础上，提出一种壁虎机器人的设计方案，并对其运动过程进行力学分析研究。学校图书馆，阅览室有丰富的藏书

6、，并设有电子阅览室，且个人在大学四年也积累了进行理论分析的知识基础。经理论分析研究过多种方案后，选择基于电机驱动的机构设计，设计样机。而后进对结构的性能进行校核。因此，该研究方法、手段等具备可行性。四、参考文献[1]肖立，佟仕忠，丁启敏等．爬壁机器人的现状与发展[J].自动化博览，2005,1:81-83[2]王田苗，孟偬，裴葆青，等．仿壁虎机器人研究综述[J].机器人，2007[3]戴振东，张吴，张明，等．非连续约束变结构机器人运动机构的仿生:概念及模型[J]．科学通报，2007[4]吉爱红，戴振东，周来水．仿生机器人的研究进展[J]．机器人，2005，27(3

7、)[5]刘晓燕，戴振东，曾小龙．大壁虎附肢肌的研究进展[J]．解剖学研究[6]王雯静，余跃庆，王华伟．柔机构国内外研究现状分析[J].机械设计,2006.[7]MURPHYMD，MIDHAA，HOWELLLL．Onthemobilityofcompliantmechanisms[J]．ASME，MachineElementsandMachineDynamics，1994，71：475-47.[8]张启先．空间机构的分析与综合[M].北京:机械工业出版社,1984.[9]]李团结．柔性机构的机构拓扑特征及其自由度分析[J].机械科学与技术,2003[10]柏龙,葛文

8、杰,陈晓红