变拓扑四面体机器人步态研究
未知和复杂的行星环境对于空间探索任务提出了严苛的挑战,要求空间机器人系统能够根据外界环境状况,选取合适的移动方式,并改变自身构型,通过探测区域,高效完成探测任务。基于自主纳米群技术和可寻址可重构技术的变拓扑四面体机器人具有复合的移动方式和一定的变形能力,将是未来研究的一个重要方向。本文基于此进行了相关研究,对变拓扑四面体机器人平面步行和峭壁攀爬两种典型环境下的步态进行了分析和仿真,主要工作如下: 针对平面步行典型工况,分别讨论了机器人步行的静态稳定性和动态稳定性。利用单侧运动序列图并基于静态稳定原则规划了一种行走步态,在ADAMS和Matlab中对行走步态的有效性和动态稳定性进行了仿真分析。分析了不满足动态稳定性的原因并进行了修正,得到了一种动态稳定的行走步态。 在动力学软件 ADAMS中对机器人的攀爬过程进行了仿真分析,讨论了机器人附着于壁面的静态稳定性条件,研究了接触力与静摩擦系数对机器人壁面附着能力的影响。仿真结果表明:接触力和静摩擦系数为影响攀爬特性的关键参数,接触力和静摩擦系数越小,在一个运动周期中机器人的有效位移越小,负向速度越大,当接触力和静摩擦系数过小时将会导致运动的失效。
变拓扑四面体;机器人;结构设计;仿真分析
南京航空航天大学
硕士
飞行器设计
聂宏
2013
中文
TP242.3
88
2015-05-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）