八足机器人的足部结构特性分析(2)
时间:2017-05-03 17:10 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
5.1 单足的动态仿真测试 41 5.2 基于测量数据的分析 45 结 论 47 致 谢 48 参 考 文 献 49 附录A 八足步行机器人三文实体模型 50 机器人腿部三文实体模型 51 机器人腿部三视图 52 1 引言 1920年捷克作家Karel Capek在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词。剧中机器人（robot）这个词的本意是苦力，即作家笔下一个具有人的外表，特征和功能的机器，这是一种人造的劳力。[1] 机器人一词的出现和第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年多的历史。人们希望制造一种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。西周时期，我国的能工巧匠偃师就制造出了能歌善舞的机器——伶人；后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功制造出了“木流牛马”。公元前2世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人——自动机。[2] 现代机器人的研究开始于20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化技术的发展。 我国的机器人研究起步较晚，约于20世纪70年代末，80年代初开始。 1.1 多足机器人的定义 多足机器人是一种具有冗余驱动，多支链，时变拓扑运动机构的特种机器人，多足步行机器人模仿多足动物的运动方式，是一种足式移动的机构。所谓多足，一般是指四足及其以上，常见的多足步行机器人包括四足步行机器人，优尔足步行机器人，八足步行机器人，该类机器人能在复杂的非结构环境正稳定步行，可以代替人完成许多危险工作。[3] 1.2 多足机器人的优缺点 针对各种不同的运动环境，目前机器人所采用的运动方式大体包括轮式、履带式、足式、混合式以及一些仿生式。其中轮式和足式做为两种典型的运动方式得到比较广泛的应用。轮式运动具有速度快，稳定性好，易控制等优点，但要求相对平坦、连续的地面条件。足式运动仅需要一些断续、离散的落足点，可以跨越凸台，沟槽等障碍，上下台阶，通过崎岖、松软或者泥泞的地面。足式机器人是模仿动物的运动方式，采用腿足结构来完成移动的一类机器人，具有环境适应性强，运动灵活，主动隔振，能耗低等优点。[4] 多足步行机器人的运动规划与控制是富有挑战性的课题，其中许多基础理论和技术问题亟待解决。自20世纪80年代机器人学开拓者，美国著名机器人学家R.B.McGhee等人开始研究四足步行机器人以来，多足步行机器人的研究一直是众多学者关注的热点和难点，其研究状况正如加拿大著名机器人学家J.Angeles教授指出的“步行机器人的基础理论研究步伐要远滞后与它的技术开发步伐。”[5] 1.3 步行机器人的应用前景 在占地球面积90%以上的各种非结构环境中，多足步行机器人的应用前景是不言而喻的，随着多足步行机器人技术的不断成熟与完善，这类机器人将在国民经济和国防建设许多行业有越来越广泛的应用。 （1）、军事应用：现有的军事运输车辆在泥泞、沼泽、崎岖地域受到极大的限制，研究开发能够适应这些恶劣环境的运输工具已成为一种迫切的需要。 （2）、矿山开采：国外20世纪60年代就在矿山露天开采和剥离作业中采用了采矿机器人——大型足式斗铲，随着步行机器人基础技术的突破，采用多足移动机的开采设备将能在地形更复杂，地势更加陡峭的作业面进行开采作业。 (责任编辑：qin) |