文档介绍：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:
【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
【Abstract】
In simulation mechanics, snake-machine which derives from simulating biological snakes es more and more flexible. Snake-machine is a highly redundant robot which has more freedoms which is needed in space location and gestures than definite robot, thus it can simulate the movement of snake and has a better prospect: for example it can execute investigation missions、mine sweeping and searching. The variation of movement makes it has a better ability of adaption, every joint derived separately, it has a strong load capacity and easy maintenance. This article provides a structure of sinusoidal seven joints snake-machine, and gives a conclusion by using the software ADAMS2007 to execute the modeling of motion and simulation. This snake-machine gives theory and simulation before specific design and manufacturing.
Key Words: Snake-like robot;Motion simulation;ADAMS Modeling and Simulation
目录
1 绪论 1
课题研究的背景及意义 1
仿生机器蛇的研究现状及发展 1
国外研究现状 1
国内研究现状 5
蛇的运动方式 6
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
9
仿生机器蛇运动模型 9
仿生机器蛇的侧向运动模型 9
仿生机器蛇的蠕动运动模型 10
仿生机器蛇的步态研究 11
仿生机器蛇的模型结构设计 11
仿生机器蛇的步态研究 11
仿生机器蛇的步态与位移分析 12
仿生机器蛇各连杆间的相对角位移 14
仿生机器蛇设计 14
本章小结 16
3 仿生机器蛇的ADAMS仿真 17
ADAMS软件介绍 17
仿生机器蛇的ADAMS仿真流程 18
仿生机器蛇的ADAMS仿真模型参数 19
仿生机器蛇的ADAMS仿真结果分析与验证 21
本章小结 27
4 总结 28
结论 28
展望 28
致谢 29
参考文献 30
附录 31
附录1:ADAMS中的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
1 绪论
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,