一种仿人机器人头部的机械结构设计与动态仿真
仿生四足机器人步态规划与仿真研究
仿生四足机器人步态规划与仿真研究1. 引言1.1 研究背景仿生四足机器人是一种模仿动物四足行走方式的机器人，具有良好的稳定性和适应性，被广泛用于恢复性医疗、紧急救援、军事作战等领域。
随着人工智能和机器人技术的不断发展，仿生四足机器人的研究也变得越来越重要。
在仿生四足机器人的步态规划和仿真研究中，如何设计出稳定且高效的行走模式成为研究的重点之一。
近年来，随着计算机仿真技术的不断进步，仿生四足机器人的步态规划和仿真研究取得了一系列重要进展。
通过计算机模拟仿生四足机器人的步态和动作，研究人员可以更好地了解机器人行走时的力学特性和运动规律，为机器人的控制和优化提供有力支持。
本文将对仿生四足机器人步态规划与仿真研究进行深入探讨，旨在为仿生四足机器人的设计与控制提供理论支持和实验基础。
通过对步态规划算法、仿真模型建立、实验结果分析以及研究展望和应用前景的讨论，将全面展示仿生四足机器人的发展现状和未来发展方向，为相关领域的研究工作提供有益参考。
1.2 研究目的研究目的是为了解决传统固定步态规划方法在应对复杂环境和不确定性时存在的不足之处，提高仿生四足机器人的运动稳定性和适应性。
通过研究仿生四足机器人的步态规划算法，探索其在不同地形和工作条件下的运动模式，为其设计提供更加智能和高效的运动策略。
通过建立仿真模型，验证步态规划算法的有效性，并进一步探索优化算法。
研究将通过实验结果来验证仿生四足机器人步态规划算法的可行性和有效性，为进一步开发基于仿生原理的机器人提供参考和借鉴。
通过深入研究仿生四足机器人的步态规划与仿真，探讨未来在智能机器人领域的发展方向和挑战，为该领域的研究提供新的思路和方法。
1.3 研究意义仿生四足机器人的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 提高机器人的稳定性和适应性：仿生四足机器人可以模仿动物在不同地形上行走的方式，通过合理的步态规划算法，可以使机器人在复杂环境中保持稳定，提高其适应性和灵活性。
机械设计制造及自动化毕业设计_基于OpenGL的机器人三维仿真环境设计
SHANGHAI UNIVERSITY毕业设计（论文）UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS)题目:基于OpenGL的机器人三维仿真环境设计学院: 机电工程与自动化学院专业: 机械工程及自动化学号:学生姓名:指导教师:起讫日期:目录摘要:-----------------------------------------------------------------------------------------------------1 ABSTRACT-------------------------------------------------------------------------------------------------1 1第一章绪论------------------------------------------------------------------------------------------4 2第二章基于OpenGL的三维仿真图形设计---------------------------------------------------8 3第三章仿人机器人的三维建模-----------------------------------------------------------------19 4第四章仿人机器人运动学仿真-----------------------------------------------------------------29 5第五章总结-----------------------------------------------------------------------------------------466 致谢---------------------------------------------------------------------------------------------------477 参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------48基于OpenGL的机器人三维仿真环境设计摘要仿真技术是机器人研究领域中的一个重要部分，随着机器人研究的不断深入，机器人仿真系统作为机器人设计和研究过程中安全可靠灵活方便的工具，发挥着越来越重要的作用。
毕业设计-二自由度机器人的结构设计与仿真
二自由度机器人的结构设计与仿真学院：专业：姓名：指导老师：机械与车辆学院机械电子工程学号：职称：教授中国·XX二○一二年五月毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《二自由度机器人的结构设计与仿真》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。
本人签名：日期：年月日二自由度机器人的结构设计与仿真摘要并联机器人有着串联机器人所不具有的优点，在应用上与串联机器人形成互补关系。
二自由度并联机器人是并联机器人家族中的重要组成部分，由于结构简单、控制方便和造价低等特点，有着重要的应用前景和开发价值。
本论文研究了一种新型二自由度平移运动并联机构，该并联机构采用类五杆机构，平行四边形刚架结构来实现，可有效地消除铰链间隙，提高动平台的工作性能，同时有抵抗切削颠覆力矩的能力。
根据该二自由度平面机构的工作空间，利用平面几何的方法求得连杆的长度，并通过Pro/E软件进行仿真检验，并通过软件仿真的方式，优化连杆长度，排除奇异点，同时合理设计机械结构的尺寸，完成结构设计。
对该二自由度并联机器人，以Pro/E为平台，建立两自由度平移运动并联机器人运动仿真模型，验证了机构的实际工作空间和运动情况。
最后指出了本机构的在实际中的应用。
并使用AutoCAD软件进行了重要装置和关键零件的工程图绘制工作，利用ANSYS 软件分析了核心零件的力学性能。
研究结果表明，本文所设计的二自由度机器人性能良好、工作灵活，很好地满足了设计指标要求，并已具备了一定的实用性。
关键词：二自由度；并联机器人；仿真；结构设计；Pro/E2-DOF robot structure design and simulationAbstractParallel robot has a series of advantages of the robot does not have to form a complementary relationship between the application and the series robot. The 2-DOF parallel robot is an important part of the family of parallel robots. The structure is simple, convenient and cost control and low, with significant potential applications and the development value. In this thesis, a new 2- DOF translational motion parallel mechanism, the analogous mechanism for class five institutions, parallelogram frame structure, which can effectively eliminate the hinge gap and improve the performance of the moving platform, while resistance to cutting subvert the torque capacity.The working space of the 2-DOF planar mechanism, the use of plane geometry to obtain the length of the connecting rod, and the Pro/E software simulation test, and software simulation to optimize the connecting rod length, excluding the singular point, while the size of the rational design of mechanical structure, complete the structural design. And important equipment and key parts of the engineering drawings using AutoCAD software, using ANSYS software to analyze the mechanical properties of the core parts.The 2-DOF parallel robot to the Pro/E platform, the establishment of the 2-DOF of translational motion parallel robot simulation model to verify the organization's actual work space and movement. Finally, this institution in the practical application. The results show that the combination of good motor performance of the 2-DOF parallel robot，good to meet the index requirements, and already have a certain amount of practicality.Keywords: 2-DOF; parallel robot; simulation; structural design; Pro/E目录1前言 (1)1.1本课题的研究背景及意义 (1)1.1.1什么是机器人 (1)1.1.2机器人技术的研究意义 (1)1.2机器人的历史与发展现状 (2)1.2.1机器人的发展历程 (2)1.2.2机器人的主要研究工作 (3)1.2.3少自由度机器人的发展历程 (4)1.3本课题的研究内容 (5)2二自由度机器人系统方案设计 (7)2.1二自由度并联机器人机构简介 (7)2.2执行机构方案设计及分析 (7)3二自由度机器人的结构设计与运动分析 (8)3.1已知设计条件及参数 (8)3.1.1连杆机构自由度计算 (8)3.1.2五杆所能达到的位置计算 (8)3.2对机构主体部分的运动学逆解分析 (10)3.2.1位置分析 (10)3.2.2速度与加速的分析 (11)3.3受力分析 (12)4基于Pro/E软件环境下二自由度机器人的结构设计 (16)4.1 Pro/E软件简介 (16)4.2驱动元器件的选择 (17)4.2.1步进电机的选择 (17)4.2.2联轴器选择 (18)4.3平面连杆机构的结构参数确定 (19)4.4输入轴的设计 (20)4.5安装支架的参数确定 (21)5基于Pro/E软件环境下的机器人装配及动态仿真 (23)5.1虚拟装配过程 (23)5.1.1连杆机构的装配 (23)5.1.2安装支架的装配 (24)5.1.3完成二自由度机器人的最终装配 (24)5.2基于Pro/E软件环境下的动态仿真 (25)6基于AutoCAD软件环境下的机械结构设计 (31)6.1AutoCAD软件简介 (31)6.2平面连杆机构的结构设计 (32)6.3机架的结构部件图绘制 (33)6.4二自由度机器人工程图绘制 (34)7基于Ansys软件环境下的有限元分析 (36)7.1Ansys软件简介 (36)7.2对输入轴的有限元分析 (37)7.3对输入连杆的有限元分析 (37)8 总结与展望 (40)8.1课题研究工作总结 (40)8.2研究展望 (41)参考文献 (42)致谢 (44)附录（一） (45)附录（二） (52)1前言机器人技术是一门光机电高度综合、交叉的学科，它涉及机械、电气、力学、控制、通信等诸多方面。
基于Adams的仿人机械灵巧手动力学仿真分析研究
基于Adam s的仿人机械灵巧手动力学仿真分析研究郑显华，刘新华，张霖，李生鹏【摘要】在对仿人机械灵巧手运动规律分析的基础上，设计了仿人机械灵巧手的总体结构，并给出了基于拉格朗日力学方程的食指动力学改进模型；在动力学分析的基础上，基于Adams对仿人机械灵巧手的食指进行了动力学仿真分析。
结果表明：手指运动是稳定的，且符合人手运动规律，研究成果为仿人机械灵巧手的设计和应用提供了理论依据。
【期刊名称】制造业自动化【年(卷),期】2013(000)014【总页数】3【关键词】仿人机械灵巧手；拉格朗日方程；动力学仿真；Adams0 引言机器人的出现为工业生产、医药、军事、航空、科研等领域做出了巨大贡献[1~3]，是实现工业自动化的关键技术。
围绕仿人机械灵巧手的研究也日益受到各国学者的重视和关注，尤其是在结构仿人化、多自由度、运动和动力学的分析、传感控制等方面[4~6]。
其中，一些学者就如何更好的建立仿人机械灵巧手动力学模型及其求解做了大量研究，余麟等[7]基于New ton-Eu ler方法对五指仿人灵巧手进行了逆动力学分析，得出了灵巧手的动力学方程，基于此开展了机械手的主从控制实验。
王华等[8]采用切片理论对水下灵巧手手指的动力学进行了分析，考虑水阻力、附加质量力的影响，建立了较为精确的动力学模型，并采用Sim Mechanics进行了动力学仿真验证。
李立全等[9]运用拉格朗日动力学方法建立了没有考虑摩擦影响下的动力学模型，并结合相应计算机算法完成该机械手的动力学逆解仿真计算。
Joseph C.Chan[10]提出了一种解决碰撞、接触及滑动等问题的统一框架动力学模型，并用一种3D动态灵巧手模拟器来验证其正确性。
根据仿人机械灵巧手动力学的研究现状，一般包括三种基本模型[9,11,12]：1）牛顿—欧拉方程；2）拉格朗日力学方程；3）凯恩方程。
本文基于拉格朗日动力学方程给出了仿人机械灵巧手的动力学模型，并对食指进行了Adam s动力学仿真，研究成果对于深入地研究机械手的抓持姿态及其控制系统的设计具有重要意义。
三自由度Delta并联机器人的设计与仿真
目录摘要 (2)第1章引言 (6)1.1. 我国机器人研究现状 (8)1.2. 工业机器人概述： (9)1.3. 本论文研究的主要内容 (10)第2章机器人方案的设计 (15)2.1. 机器人机械设计的特点 (15)2.2. 与机器人有关的概念 (15)2.3. 工业机器人的组成及各部分关系概述 (16)2.4. 工业机器人的设计分析 (17)2.5. 方案设案 (18)2.6. 自由度分析 (18)2.7. 机械传动装置的选择 (20)2.7.1. 滚珠丝杠的选择 (20)第3章零部件设计与建模 (22)3.1. Croe软件介绍 (22)3.2. 关键零部件建模 (22)3.3. 各部分的装配关系 (36)第4章仿真分析 (39)第5章致谢 (43)参考文献 (44)摘要工业技术水平是工业用机器人现代化水平的重要指标，从研究和研究领域发展的结论，提高现代产业的要求，提高产业控制和控制任务的复杂性，提出了很高的要求。
理论上，我国末期输送能力和定位精确度高、小误差、惯性误差、反应速度快、工业工作并行、快速准确、现有工业工程预计会进一步增加，本文将研究并行研究、实用化并行以企业工学实用化为目标。
从摩擦接口、外乱和不确定性来看，如果没有连锁和动力学模型化的负担，传统的控制战略将难以得到基于控制有效性模型的预期。
通常，与一系列平行于更复杂的运动模型相比，动态测试和控制机制将更加复杂。
因此，有必要研究并联机构的动力学建模及其控制问题。
这是一个新的机器人，机器人的刚性。
承载能力高。
高精度。
小负荷的重量。
具有良好的性能和广泛的应用，是robotów.spokojnie系列的补充。
有一个固定的一部分，在特点和实验室条件下的动力学加速度（重力加速度），.终端控制机制，原来的三角洲是最有效的机制平行安装“电子项目机器人是机器人的控制和规划动力学研究的基础上，发挥着重要的作用，在“.badania kinematykę反向动力学和由简单到przodu.odwrotnie相对平行前进，kinematykę相对skomplikowane.na结构分析的基础上，建立了三角洲机器人模型，机器人的机器人。
《2024年一种新型四足仿生机器人性能分析与仿真》范文
《一种新型四足仿生机器人性能分析与仿真》篇一一、引言四足仿生机器人是一种基于生物学原理，模仿生物行走动作而设计的机器人。
其运动方式更加接近真实生物的动态特性，具备较好的稳定性和环境适应性。
随着人工智能、机器视觉、材料科学等领域的技术发展，四足仿生机器人的应用越来越广泛，已成为国内外机器人技术领域的研究热点。
本文将对一种新型四足仿生机器人进行性能分析和仿真，探讨其特点及未来发展方向。
二、新型四足仿生机器人的结构设计该新型四足仿生机器人采用了轻量化材料制造而成，整体结构分为上位机、电机驱动系统、四足驱动机构等部分。
其中，上位机负责整体控制与决策，电机驱动系统负责为四足驱动机构提供动力，四足驱动机构则模仿生物的行走动作，实现机器人的移动。
在结构设计中，该机器人充分考虑了运动性能、稳定性和可靠性等因素。
通过优化关节设计、改进驱动方式等手段，使得机器人在各种复杂地形下均能保持良好的运动性能和稳定性。
此外，该机器人还采用了模块化设计，方便后期维护和升级。
三、性能分析1. 运动性能：该新型四足仿生机器人具有良好的运动性能。
其四足驱动机构可实现前进、后退、转弯、爬坡等动作，具有较高的运动灵活性和适应性。
在仿真测试中，该机器人能够在不同地形环境下保持稳定的行走状态，表现出较强的环境适应性。
2. 负载能力：该机器人具有较强的负载能力。
通过优化结构设计、改进驱动系统等手段，提高了机器人的承载能力。
在仿真测试中，该机器人能够携带一定重量的物品进行行走，满足实际需求。
3. 能源效率：该新型四足仿生机器人在能源效率方面表现出色。
其采用了高效的电机驱动系统和能量回收技术，使得机器人在行走过程中能够充分利用能源，降低能耗。
在长时间行走过程中，该机器人能够保持较高的能源利用效率。
4. 安全性：该机器人在安全性方面也表现出色。
其采用了先进的传感器技术和控制系统，能够实时监测机器人的运动状态和环境变化，及时发现并处理潜在的安全隐患。
《2024年一种新型四足仿生机器人性能分析与仿真》范文
《一种新型四足仿生机器人性能分析与仿真》篇一一、引言四足仿生机器人是一种以自然界生物为蓝本，具有高度仿生学和动态稳定性的机器人技术。
随着科技的不断发展，新型四足仿生机器人的设计与研究越来越受到重视。
本文旨在深入分析一种新型四足仿生机器人的性能，并通过仿真实验来验证其设计及功能实现的可行性。
二、新型四足仿生机器人设计与技术概述该新型四足仿生机器人设计采用了先进的机械结构设计、高性能的驱动系统和精确的控制系统。
机器人具备高度仿真的四足运动能力，能够在复杂地形中实现稳定行走和灵活运动。
此外，该机器人还具备较高的环境适应性，能够在不同环境下进行作业。
三、性能分析1. 运动性能：该新型四足仿生机器人采用先进的运动控制算法，使机器人能够快速、准确地完成各种动作。
在复杂地形中，机器人能够保持动态平衡，实现稳定行走。
此外，机器人还具备快速反应能力，能够在短时间内完成紧急动作。
2. 负载能力：该机器人具备较高的负载能力，能够在不同环境下承载重物进行作业。
通过优化机械结构和驱动系统，提高了机器人的负载能力，从而拓宽了其应用范围。
3. 环境适应性：该机器人具备较高的环境适应性，能够在多种环境中进行作业。
例如，在室外环境中，机器人能够应对不同的地形和气候条件；在室内环境中，机器人能够进行精确的定位和操作。
4. 能源效率：采用高效能电池和节能控制算法，使机器人在保证性能的同时，实现了较低的能源消耗。
这有助于延长机器人的工作时间，提高其使用效率。
四、仿真实验为了验证该新型四足仿生机器人的性能，我们进行了仿真实验。
仿真实验中，我们模拟了不同地形和环境条件，对机器人的运动性能、负载能力和环境适应性进行了测试。
实验结果表明，该机器人在各种环境下均能实现稳定行走和灵活运动，且具备较高的负载能力和环境适应性。
此外，机器人的能源效率也得到了显著提高。
五、结论通过对一种新型四足仿生机器人的性能分析与仿真实验，我们得出以下结论：1. 该机器人具备高度仿真的四足运动能力，能够在复杂地形中实现稳定行走和灵活运动。
人形机器人的机械结构和控制系统
人形机器人的机械结构和控制系统近年来，随着科技的不断发展，人形机器人逐渐进入人们的视野，成为了一个备受关注的领域。
作为一种具有高度仿真的人工智能系统，人形机器人不仅可以模拟人类的各种动作，还可以实现一定程度的智能交互。
其中，机械结构和控制系统两大核心技术是其实现的关键。
一、机械结构机械结构是人形机器人的基础，决定了其外形和动作能力。
目前，人形机器人主要采用的是仿生学的设计理念，即将人类的肢体结构和生理特征与机器相结合，以实现高度的仿真效果。
首先，人形机器人的关节结构是其构造上的核心。
一般来说，关节采用的是类似于人类关节的球形结构，以使机器人能够实现多向运动和转动。
在模拟人类进食动作的时候，机器人需要具备人类手臂的柔软性和灵活性，因此，在关节上通常使用类似于人类骨骼的可伸缩结构，同时结合弹性元件，以实现更加逼真的动作。
其次，人形机器人的动作控制也是机械结构的重要组成部分。
机器人通常采用电机或者液压系统，通过闭环控制的方式来实现动作。
闭环控制是指通过传感器实时反馈机器人实际状态，再根据预设动作控制模型进行调整，以达到精准的动作控制效果。
基于闭环控制的动作控制系统，可以使机器人具备高精度、高稳定性的动作控制，也可以在不同情境下实现不同的交互方式。
最后，人形机器人的外部表面和外形设计也是其机械结构中的重要部分。
机器人的外形和材料应尽可能保持与人类肌肉组织、皮肤结构的相似性，以增强其仿真效果。
在表面材料的选择上，通常采用弹性材料，以增强机体柔韧性和吸收外界冲击的能力。
二、控制系统控制系统是人形机器人整体的大脑和中枢，主要负责机器人的决策、运动控制和交互反馈。
人形机器人的控制系统通常可以分为三个层次：低层次的运动控制、中层次的决策控制和高层次的认知控制。
首先，低层次的运动控制主要负责机器人的肌肉控制和运动反馈。
常见的低层次运动控制包括PID控制、动态系统模型控制等，这些方法在动作控制的实现上具有较高的精度和稳定性。
《一种新型四足仿生机器人性能分析与仿真》范文
《一种新型四足仿生机器人性能分析与仿真》篇一一、引言四足仿生机器人是一种以自然界生物为蓝本，具有四足行走能力的机器人。
随着科技的进步和机器人技术的不断发展，四足仿生机器人的研究已经成为机器人领域的重要方向。
本文将介绍一种新型四足仿生机器人的性能分析与仿真，探讨其设计理念、技术特点以及在多种环境下的适应性。
二、新型四足仿生机器人设计理念与技术特点1. 设计理念该新型四足仿生机器人以自然界生物的生物力学特性和运动行为为灵感，结合先进的机械设计理念和机器人技术，实现四足行走、动态平衡和灵活运动等功能。
设计目标在于提高机器人的运动性能、环境适应能力和工作效率。
2. 技术特点（1）多关节驱动：该机器人采用多关节驱动技术，使四足运动更加灵活，适应不同地形和环境。
（2）动态平衡系统：通过内置的传感器和控制系统，实现机器人的动态平衡，提高行走稳定性和安全性。
（3）自适应控制算法：采用先进的控制算法，使机器人能够根据不同环境进行自适应调整，提高环境适应能力。
三、性能分析1. 运动性能分析该新型四足仿生机器人在运动性能方面表现出色。
其多关节驱动技术使得四足运动更加灵活，适应不同地形和环境。
通过动态平衡系统和自适应控制算法，机器人能够保持稳定的行走姿态，实现高效、灵活的运动。
此外，该机器人还具有较高的运动速度和负载能力，可满足多种应用需求。
2. 环境适应性分析该新型四足仿生机器人在环境适应性方面表现出色。
其自适应控制算法使机器人能够根据不同环境进行自适应调整，适应各种复杂地形和环境。
此外，该机器人还具有较高的抗干扰能力和稳定性，能够在恶劣环境下正常工作。
四、仿真实验与结果分析为了验证该新型四足仿生机器人的性能，我们进行了仿真实验。
仿真实验结果表明，该机器人在多种环境下的运动性能和环境适应性均表现出色。
具体来说，机器人在平地、坡地、沙地等不同地形上的行走能力均得到了有效验证。
此外，我们还对机器人的动态平衡和负载能力进行了测试，结果表明该机器人在这些方面也具有较高的性能。
柔性四足步态仿生机器人的机械系统设计与功能仿真开题报告
[9]熊有伦.机器人技术基础[M].武汉:华中理工大学出版社,1996,8:15-23页,65-67,59
[10]马香峰.机器人机构学[M].北京:机械工业出版社,1991,9:23-26
[11]邓奇，具弹性躯干仿生四足机器人准被动动力学研究，上海交通大学博士学位论文，2012.9
6.中期检查：第二学期第十周（05.11-05.17）
7.预计小组答辩：2015年6月10日至2015年6月12日
8.预计公开答辩：2015年6月15日至2015年6月21日
9.上报成绩时间：第十六周（这是把成绩提交到教务处的时间）
指导
教师
意见
指导教师签字___________
年月日
院系
毕业
设计
领导
西南科技大学毕业设计（论文）开题报告
学院
制造科学与工程学院
专业班级
机械设计制造及其自动化
姓名
学号
题目
柔性四足步态仿生机器人的机械系统设计与功能仿真
题目类型
应用研究
一、选题背景及依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义，列出主要参考文献）
（一）选题目的、意义
移动是机器人最为重要的能力之一。利用可移动的机器人系统，人类可以实现危险或复杂环境下的作业。目前陆上移动机器人采用的移动方式主要有蠕动式、轮式、履带式和足式。其中蠕动式运动速度慢，主要应用于诸如管道、废墟等狭小空间内的作业。与蠕动式机器人相比，轮式和履带式速度较快，结构简单，控制方便，运动能耗小，应用范围较广。但是地球表面的许多区域都不适合轮式或者履带式的机器人通行，如不平坦的石床和陡峭的山坡等，这些客观存在的地表特征在一定程度上限制了机器人的活动范围。反观陆地上的四足哺乳动物，它们对地球表面的复杂地形有着极强的适应能力，如山羊能够攀爬陡峭的山崖、雪撬犬能在北极的积雪中来去自如、猎豹能够从隐藏的草丛中瞬间启动并加速至极速以捕食猎物。这些哺乳动物的运动能力是目前绝大多数轮式或履带式交通工具所无法比拟的。为了增强机器人的地形适应能力，扩大人类对自然的探索领域，模仿自然界生物的足式运动特点的足式机器人一直是研究热点之一。根据足的数量，可将现有的足式机器人分为双足、四足、六足、八足甚至更多。其中，四足机器人由于具有稳定性好、环境适应与承载能力强、能实现高速移动等优点，尤其受到国内外机器人研究学者的重视对四足机器人而言，速度是评价机器人性能的重要指标之一。过低的运动速度将会限制四足机器人在未知地形探索、外星球探索、灾情险情救援以及军事等应用范围。因此，在当前的四足机器人研究中，实现机器人的高速奔跑、弹跳越障、吸能减震正在逐渐成为研究的重点。
仿生机器人的机械结构与运动控制技术研究
仿生机器人的机械结构与运动控制技术研究随着科技的不断发展，仿生机器人作为一种模仿生物特征和行为的机器人，逐渐受到了广泛的关注。
仿生机器人的机械结构和运动控制技术是实现其生物仿真的关键要素。
本文将重点研究仿生机器人的机械结构以及运动控制技术，探讨其在不同领域中的应用前景和挑战。
一、仿生机器人的机械结构研究1. 结构设计与仿生学原理：仿生机器人的机械结构设计需要将仿生学原理融入其中，模仿生物特征和行为。
例如，通过研究鸟类翅膀的结构和运动方式，设计出具有相似翅膀结构的飞行机器人。
通过仿生学原理的应用，可以提高机器人的机械性能和运动灵活性。
2. 运动机构设计：仿生机器人的运动机构设计必须考虑到自然界生物的动作特点。
例如，蜘蛛机器人可以借鉴蜘蛛的八腿运动方式，采用多自由度的运动结构实现类似的步态。
运动机构设计需要综合考虑自由度、稳定性、能耗等因素，以实现仿生机器人的高效运动。
3. 传感器系统设计：仿生机器人需要借助传感器系统获取环境信息，以实现适应环境的行为。
传感器系统设计包括视觉、听觉、触觉等多个方面。
例如，蛇形机器人可以采用红外传感器感知周围物体，模拟蛇类的触觉特征。
传感器系统设计关系到机器人与环境的互动，是仿生机器人实现生物仿真的重要组成部分。
二、仿生机器人的运动控制技术研究1. 运动规划与控制算法：仿生机器人的运动控制涉及到路径规划、动作规划和实时控制等多个方面。
例如，鱼形机器人的自由游动需要设定规划路径并实现灵活的运动控制。
运动规划与控制算法的研究是实现仿生机器人运动的关键，需要考虑系统的动态性、稳定性和反应速度等。
2. 智能控制系统：仿生机器人的智能控制系统可以帮助机器人实现环境感知、学习和自适应等功能。
例如，通过模拟昆虫的神经系统，设计出具备学习能力的昆虫机器人。
智能控制系统的研究可以提高仿生机器人的智能性和自主性，使其能够适应各种环境和任务要求。
3. 协调与合作控制：仿生机器人的协调与合作控制涉及到多个机器人之间的合作与协调。
爬楼机器人机械结构设计与仿真
Mechanical Engineering and Technology 机械工程与技术, 2023, 12(1), 60-65 Published Online February 2023 in Hans. https:///journal/met https:///10.12677/met.2023.121008爬楼机器人机械结构设计与仿真许 婕，廖鑫森，黄景德*，陈子杰珠海科技学院机械工程学院，广东 珠海收稿日期：2023年1月12日；录用日期：2023年2月14日；发布日期：2023年2月21日摘要当前爬楼机器人存在的主要问题影响着相关产品的性能，制约了产品的推广。
首先针对爬楼能力弱、操作空间受限的技术性能问题，设计了一款可替换的模块化爬楼机器人；其次结合楼梯结构特性，基于丝杠和电动推杆构建三个抬升支架，设计了合理的抬升式爬楼模块；最后运用UG 软件建立了爬楼机器人三维模型，并对其关键模块进行了有限元分析和运动仿真。
该型机器人底部采用可替换模块，提高了更多应用场景的适应性，可以有效提高人们生活质量和工作效率。
关键词爬楼机器人，结构设计，抬升支架，有限元分析，运动仿真Mechanical Structure Design and Simulation of Climbing RobotJie Xu, Xinsen Liao, Jingde Huang *, Zijie ChenSchool of Mechanical Engineering, Zhuhai College of Science and Technology, Zhuhai GuangdongReceived: Jan. 12th , 2023; accepted: Feb. 14th , 2023; published: Feb. 21st , 2023AbstractAt present, the main problems of climbing robots affect the performance of related products and restrict the promotion of products. Firstly, aiming at the technical performance problems of weak climbing ability and limited operating space, a replaceable modular climbing robot is designed; Secondly, combined with the structural characteristics of the stairs, three lifting brackets are con-structed based on the lead screw and electric push rod, and a reasonable lifting climbing module is designed; Finally, the three-dimensional model of the climbing robot is established by UG software, and the finite element analysis and motion simulation of its key modules are carried out. The rep-*通讯作者。
基于中国人体尺寸的假人头部模型质心参数设计
基于中国人体尺寸的假人头部模型质心参数设计颜凌波;张伟锋;曹立波;汤骏;戴宏亮;张恺【摘要】基于中国人体头部尺寸参数,采用非均一线性缩放方法对混合Ⅲ型(Hybrid Ⅲ)假人头部模型进行缩放获得了符合中国50百分位人体尺寸的假人头部模型.利用该模型建立头部标定试验仿真模型,研究了假人头部模型质心设计参数对中国假人头部模型在标定试验中动态响应的影响,通过与Hybrid Ⅲ假人头部标定试验响应的对比,探讨了基于中国人体尺寸的假人头部模型质心参数设计依据.结果表明,缩放所得中国假人头部模型合成加速度峰值较Hybrid Ⅲ假人头部模型大8.6%;质心参数对中国假人头部模型合成加速度峰值的影响比Hybrid Ⅲ假人头部模型明显;当前Hybrid Ⅲ假人头部模型质心偏差要求不适用于中国假人头部模型质心参数设计,中国假人头部模型的生产应制定更严格的质心偏差要求.%Based on the Chinese anthropometric dimensions,the finite element(FE)models of Chi-nese 50th percentile human body sizes dummy heads were developed by scaling the Hybrid Ⅲ dummy heads using non-uniform linearity scaling method.The head calibration was simulated to study the in-fluences of centroid parameters on the dynamic responses.The design basis was discussed by compa-ring the results of Chinese dummy heads and Hybrid Ⅲ heads.The results show that the peak acceler-ations of Chinese dummy heads are as 8.6% larger than that of Hybrid Ⅲ dummy heads.The effects of the centroid parameters on the peak accelerations for Chinese dummy heads are larger than that of Hybrid Ⅲ dummy heads.The current requirements of the center of gravity(CG)of Hybrid Ⅲ dummy heads are not applicable to the designs of Chinese dummy heads,and more rigorousrequirements should be needed for the manufacture of Chinese dummy heads.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2018(029)007【总页数】7页(P787-793)【关键词】假人头部模型;缩放;质心参数;头部标定;加速度峰值【作者】颜凌波;张伟锋;曹立波;汤骏;戴宏亮;张恺【作者单位】湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082;吉利汽车研究院,宁波,315336;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082【正文语种】中文【中图分类】U461.910 引言为测试碰撞事故中汽车约束系统对车内乘员的保护能力，需要进行大量的碰撞试验。
液压驱动四足仿生机器人的结构设计和步态规划
液压驱动四足仿生机器人的结构设计和步态规划一、本文概述随着科技的飞速发展，机器人技术已成为当今研究的热点领域之一。
其中，四足仿生机器人作为机器人技术的重要分支，因其独特的运动方式和强大的环境适应性，受到了广泛关注。
液压驱动四足仿生机器人作为四足仿生机器人的一种，其结构设计和步态规划的研究对于提高机器人的运动性能和环境适应能力具有重要意义。
本文旨在深入探讨液压驱动四足仿生机器人的结构设计和步态规划，以期为相关领域的研究提供有益的参考和启示。
本文将对液压驱动四足仿生机器人的结构设计进行详细介绍。
结构设计是机器人性能的基础，涉及到机械结构、传动系统、控制系统等多个方面。
本文将重点分析液压驱动系统的组成和工作原理，以及如何通过合理的结构设计，实现机器人的高效、稳定运动。
本文将重点研究液压驱动四足仿生机器人的步态规划。
步态规划是机器人运动控制的核心，决定了机器人在不同环境下的运动方式和效率。
本文将分析四足仿生机器人的步态特点，探讨如何实现稳定、高效的步态规划，以及如何通过步态调整来适应不同的地形和环境。
本文将总结液压驱动四足仿生机器人的结构设计和步态规划的研究现状和发展趋势，指出目前存在的问题和挑战，并展望未来的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，旨在为液压驱动四足仿生机器人的结构设计和步态规划提供理论支持和实践指导，推动四足仿生机器人技术的发展和应用。
二、四足仿生机器人结构设计四足仿生机器人的结构设计是确保机器人实现仿生行走步态、具备强大适应性和稳定性能的关键环节。
我们的液压驱动四足仿生机器人设计充分考虑了生物学特性、运动学特性和动力学特性，旨在创建一个高效、稳定且能够适应复杂地形环境的机器人结构。
机器人结构设计基于仿生学原理，模拟自然界中四足动物的运动形态和骨骼结构。
我们采用了类似生物骨骼的刚柔结合设计，以提供足够的支撑力和灵活性，使机器人能够在不同地形中自由行走。
腿部结构是机器人行走功能的核心部分。
轮式移动仿人机器人的动力学建模与分析
2 D-H 坐标系的建立 考虑到颈部和腕部关节的惯量相对较小, 为简
化起见, 忽略颈部两个自由度及两臂腕部各三个自 由度, 使动力学分析中机器人的自由度数由原来的 21个减少到 13个。建模中做如下假设:
( 1) 轮只以滚动方式移动而没有滑动, 即满足 完整约束条件。
( 2) 忽略来自地面的滚动摩擦。 ( 3) 所有连杆都是刚性的, 忽略各种柔性环节。 ( 4) 忽略各关节处的阻尼系数。 依据 D-H 方法建立的坐标系如图 3所示。系统有 13个连杆, 14个坐标系。机器人的初始姿态为面部朝向 纸外, 双臂下垂。图中, xiyi zi 表示第 i 个坐标系, qi表示 第 i个关节。该机器人的 D-H 参数如表 1所示。
本文利用 RNEA 算法 完成了该轮式 仿人机器 人车体、躯干及双臂的整体动力学建模, 虽然模型的 维数较高, 但不需要对模块之间的交互作用力进行 建模, 并且由于机器人的双臂结构对称, 当双臂运动 协调规划时, 反向方程中由双臂递推到腰部上的部 分力矩将被抵消, 使动力学模型得到部分简化。
1 轮式仿人机器人的机械结构特点 本轮式移动仿人机器人 ( 如图 1所示 ) 由轮式
iR i- 1 ( i- 1R 0 i- 1 )
0
a8
9(左臂肘折 )
0
a9
11(右臂肩摆 ) 0
0
12(右臂肩转 ) d7
0
13(右臂肩折 ) 0
a8
14(右臂肘折 ) 0
a9
/2 - /2
/2 - /2 - /2
/2 /2 0 0 - /2 /2 0 0
- /2 - /2 q3 ( 0) q4 ( /2) q5 ( - /2) q6 ( /2) q7 ( /2) q8 ( ) q9 ( 0) q11 ( /2) q12 ( /2) q13 ( ) q14 ( 0)
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感 机器 人头 ｊ 它可 以 和人 进 行 对 话并 产 生 表 情 。 ，
０ 引 言
仿 人机 器人 具有 人 类 的外 观 ， 以适 应 人 类 的 生 可 活 和工 作环 境 。随 着 现代 科 学 技 术 的进 步 ， 人 机 器 仿
一
内研究 的仿 人 头 部 机 器 人 基 本 可 以实 ６种 基 本 表
严绪东 ， 关 浩
（ 大连 大学 机 械工 程学 院 ， 宁 大 连 １６ ２ ） 辽 １６ ２
摘要 ： 仿人 头部的机械结构设计～直 以来都是仿人 机器人设计 的重点和难点 。由于头部 空间狭小 ， 运动 机构较多 ， 需要在 台限 的 间里完成相对复 杂的结构设计且各运动之 间不允许 干涉 。针 对这 些 问题 ， 主要介 绍 了一种基 于 Ｐｏ Ｅ的仿人 机器 人头部 结构 设 ｒ ／ 计 ， 照真人尺寸完成 了机器人头部 的虚 拟装 配和静态情况下 的干涉检验 ， 按 对机构的运动形式进行 了动 态仿真分 析 ， 最后得 出 ｒ 具
有一定工程应用 价值 的结论 。研究结果表 明， 该研究为下一步制作实物机器人提供 了数 据 ， 并为今后 的驱动选型奠定 ＿基础 ｒ 关 键词 ： 结构设 计 ；ｒ Ｅ 干涉检验 ； Ｐｏ ； ／ 动态仿 真
中 图 分 类 号 ： Ｐ ４；ＨＩ２ Ｔ ２ Ｔ ２ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ １ ４ ５ （０ １０ １０ — ５ ｌ ２ １ ）９—１４ ０ ００— ５
ｎ ｘ ｏ ｏ ｒ ｄ ｔ ｎ ａ ｄ ｌｙ ｈｅｆ ｕ ａ ｉｎ ｆｒｔ ｒｖ ｒ ｓ ｌｃ ｉｎ． ｅ ｔｒ ｂ ｔｐ ｏ ｕｃｉ ｎ ａ ｓ ｔ ｎｄ ｔｏ （ ｈｅ ｄ ｉｅ ｅｅ ｔｏ ｏ ｏ 】
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第２ ８卷 第 ９期
２１ ０ １年 ９月
机
电
工
程
Ｖｏ ． Ｎｏ． １２８ ９
Ｓ ｐ． ２ ｅ ０１１
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＭｅ ｈ ｎ ｃ ｌ＆ Ｅｌｃｈｃ ｌ ｇｎ ｅ ｉｇ ｏ ｒａ ｏ ｃ ａ ｉａ ｅ ｔ ａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｎ
一
种仿 人 机 器 人 头部 的机械 结构 设计 与动态 仿 真