仿人形機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、無論在科幻小說還是人們對(duì)機(jī)器人的第一意識(shí)中,都把像人一樣的機(jī)器人作為研究的最高境界.機(jī)器人研究者也一直把實(shí)現(xiàn)類人的行為作為夢(mèng)寐以求的目標(biāo).90年代前后,兩足機(jī)器人從一般性的類人腿部行走上升為全方位的類人,即仿人形機(jī)器人的研究.兩足機(jī)器人是仿人形機(jī)器人研究的前奏.國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)人形機(jī)器人的機(jī)構(gòu)的研究不多,大部分都在研究步態(tài)的規(guī)劃和控制,現(xiàn)有的人形機(jī)器人的機(jī)構(gòu)都是基于串聯(lián)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的,而且很少有腰部.一般來說,采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)形式的機(jī)器人承載能力較

2、弱,而沒有腰部,則就會(huì)受上體重量的影響,使其控制平衡不方便.為了消除這種影響一些人型機(jī)器人上體和手臂在其運(yùn)動(dòng)過程中只是作為一個(gè)整體和其他部分連在一起,相對(duì)于人型機(jī)器人的基礎(chǔ)坐標(biāo)系處于靜止?fàn)顟B(tài),這就使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈活性受到了限制.基于這些因素,本文提出串并聯(lián)人形機(jī)器人,并且,增加了腰部關(guān)節(jié).本文主要是在分析了人體特征的基礎(chǔ)上,解決了人形機(jī)器人機(jī)構(gòu)整體比例的設(shè)計(jì),對(duì)關(guān)節(jié)進(jìn)行了選型和設(shè)計(jì),對(duì)自由度作了合理的配置.把人形機(jī)器人作為一個(gè)整體來研究

3、,簡(jiǎn)化為平面四自由度串聯(lián)機(jī)器人,利用空間模型理論對(duì)其進(jìn)行了研究,研究了其工作空間和性能指標(biāo),畫出相應(yīng)的性能圖譜,得出了在不同性能要求下的人形機(jī)器人的整體比例.這就為人形機(jī)器人的整體尺寸比例的設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ).根據(jù)球面三自由度并聯(lián)球關(guān)節(jié)的理論,結(jié)合人體關(guān)節(jié)的特征本文采用三自由度并聯(lián)求關(guān)節(jié)作為機(jī)器人的頸部關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、腰關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié),并進(jìn)行了選型設(shè)計(jì),確定了主要參數(shù).并通過人體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的關(guān)節(jié)特點(diǎn)對(duì)其他關(guān)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì).最后,簡(jiǎn)化了人形機(jī)器