蛇形机器人论文

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1、蛇形机器人论文题目：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：测控技术与仪器【摘要】在仿生机械学屮，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-•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

2、了理论和仿真。关键词：蛇形机器人；运动模拟；ADAMS建模仿真[Abstract]Insimulationmechanics,snake-machinewhichderivesfromsimulatingbiologicalsnakesbecomesmoreandmoreflexible.Snake-machineisahighlyredundantrobotwhichhasmorefreedomswhichisneededinspacelocationandgesturesthandefiniterobot,thusitcans

3、imulatethemovementofsnakeandhasabetterprospect:forexampleitcanexecuteinvestigationmissions、minesweepingandsearching・Thevariationofmovementmakesithasabetterabilityofadaption,everyjointderivedseparately,ithasastrongloadcapacityandeasymaintenance・Thisarticleprovidesastru

4、ctureofsinusoidalsevenjointssnake-machine,andgivesaconclusionbyusingthesoftwareADAMS2007toexecutethemodelingofmotionandsimulation.Thissnake-machinegivestheoryandsimulationbeforespecificdesignandmanufacturing・KeyWords:Snake-likerobot；Motionsimulation；ADAMSModelingandSi

5、mulation目录1绪论-1-1.1课题研究的背景及意义-1-1.2仿生机器蛇的研究现状及发展-1-1.2.1国外研究现状-1-1.2.2国内研究现状-5-1.3蛇的运动方式_6-1.4本文的研究内容-7-2仿生机器蛇的运动分析及步态研究-9-2.1弓I言一9一2.2仿生机器蛇运动模型-9-2.2.1仿生机器蛇的侧向运动模型-9-2.2.2仿生机器蛇的蠕动运动模型-10-2.3仿生机器蛇的步态研究-11-2.3.1仿生机器蛇的模型结构设计-11-2.3.2仿生机器蛇的步态研究-11-2.3.2仿生机器蛇的步态与位移分析-12-2

6、.3.3仿生机器蛇各连杆间的相对角位移-14-2.3.4仿生机器蛇设计一14一2.4本章小结-16-3仿生机器蛇的ADAMS仿真-17-3.1ADAMS软件介绍-17-3.2仿生机器蛇的ADAMS仿真流程-18-3.3仿生机器蛇的ADAMS仿真模型参数-19-3.4仿生机器蛇的ADAMS仿真结果分析与验证-21-3.5本章小结—27—4总结-28-4.1结论-28-4.2展望一28-致谢-29-参考文献—30—附录-30-附录1：ADAMS中的STEP和IF函数及方形波两数-31-附录2：ADAMS中的约束关系-33-附录3：万向

7、节-34-1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：在前行的吋候可以当“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”o在仿生机械学屮，模仿生物蛇而诞生的仿生机器蛇将逐渐具备这些特性。仿牛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

8、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，能以可接受的成木执行某些有价值的任务：还可用于战争危险佔计、口标搜索、通信屮继,监测化学、核或生物武器，侦察建筑物内部情况等