凸輪驅(qū)動(dòng)式機(jī)械馬的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究與動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)自20世紀(jì)60年代問(wèn)世以來(lái),經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步和成果。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式是多元化的,其主要運(yùn)動(dòng)方式有:輪式,履帶式和足式。其中,輪式和履帶式機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的越障能力相對(duì)弱些,不能充分實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的靈活性和穩(wěn)定性。步行機(jī)器人具有較強(qiáng)的承載能力、機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)特殊地形的能力,在許多行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。為此,步行機(jī)器人的研究已成為機(jī)器人學(xué)中一個(gè)引人注目的研究領(lǐng)域。步行機(jī)器人的一般特征是不僅能在平地上,而且能在突起不

2、平的路面上步行,能跨溝越渠,甚至上下臺(tái)階,具有廣泛的應(yīng)用性。但要控制它的運(yùn)動(dòng)且不摔倒是有難度的,完全實(shí)現(xiàn)上述要求的步行機(jī)器人是極少的。步行機(jī)器人的歷史可以追朔到我國(guó)三國(guó)時(shí)期著名的軍事家、政治家諸葛亮所發(fā)明的能無(wú)需動(dòng)力而自動(dòng)進(jìn)行軍用物資運(yùn)輸?shù)摹澳玖髋ｑR”。目前,步行機(jī)器人的發(fā)展往往是在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的,真正用于實(shí)際的生活和工程的應(yīng)用仍需要較高的工程造價(jià)和很長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)周期。而在這種情況下,開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的步行機(jī)器人很重要。
　　

3、本文分析了原生態(tài)“馬”的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),提出一種機(jī)械馬的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,機(jī)械馬的機(jī)體和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠靈活地調(diào)節(jié)機(jī)械馬在行進(jìn)過(guò)程中的機(jī)身重心,保證機(jī)體重心落在三足支撐點(diǎn)構(gòu)成的三角形區(qū)域內(nèi),確保行進(jìn)過(guò)程中機(jī)械馬的平穩(wěn);平面連桿機(jī)構(gòu)作為機(jī)械馬的腿部結(jié)構(gòu)可以提高機(jī)械馬的跨步能力,使機(jī)械馬結(jié)構(gòu)緊湊,環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng);凸輪驅(qū)動(dòng)步行機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)既定動(dòng)作;轉(zhuǎn)向裝置采用鏈輪機(jī)構(gòu),功能穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的左右轉(zhuǎn)彎。通過(guò)對(duì)機(jī)械馬進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化與動(dòng)力學(xué)分析,并采用ADAM