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《水上行走機器人支撐腿的設計與布局》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、、，01．33．NO．5第201313年第9期機?器?人ROBOTSep．，2011DoI：10-3724／SPJ．1218．2011．00513水上行走機器人支撐腿的設計與布局吳立成1，連志鵬2，袁海斌2，王淑慧2，楊國勝(1．中央民族大學信息丁程學院，北京1oo081；2北京航空航大大學自動化科學與電氣工程學院，北京100191)摘要：研究了水L行走機器人支撐腿形狀設計j布局問題．首先將支撐腿視為歐拉一們努利彈性曲梁，通過對其柔性變形的幾何分析j應力應變分析，提出r一種支撐腿形狀優(yōu)化設計方法，方法的目標足
2、扶得最大支撐力．對方法的正確性和有效性進行了仿真和實驗驗證．其次通過分析支撐腿間距對支撐力的影響，以及支撐腿布局與機器人抗翻轉(zhuǎn)能力的關(guān)系，提出了支撐腿布局的設計方、7去．針對采用lO條支撐腿的WaterDancerII—a機器人，給出J，一種滿足要求的布局方案．關(guān)鍵詞：水f行走機器人；支撐腿；優(yōu)化議計；布局；彈性『ffI梁中圖分類號：TP242文獻標識碼：A文章編號：1002—0446(2011)一05—0513—06DesignandArrangementofSupportingLegsforWaterSt
3、riderRobotWULicheng，LIANZhipeng，YUANHaibin，WANGShuhui，YANGGuosheng(1．SchoolofInformationEngineering，MinzuUniversityChina，Beijing100081，China；2．SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China)Abstract：Theproblemsofshap
4、edesignandpositionarrangementforwaterstriderrobot’Ssupportinglegsarediscussed．Firstly,thesupportinglegisregardedasEuler-Bernoullielasticcurvedbeamandamethodfordesigningitsoptimalshapeisproposedbyanalyzingitsgeometricflexibledeformationandstress—strain．Theob
5、jectiveoftheoptimalmethodistoattainthemaximumsupportingforce．Theefectivenessandvalidityareverifiedthroughsimulationsandanexperiment．Secondly,amethodforarrangingthesupportinglegsontherobotbodyisproposedbyanalyzingtheinfluenceofsupportinglegs’spacingonsupport
6、ingforce，andstudytherelationbetweensupportinglegs’positionarangementandrobot’Srolling—resistantcapability．AlayoutschemefortheWaterDancerII—awithtensupportinglegsisdesigned，whichsatisfiestherequirements．Keywords：waterstriderrobot；supportingleg；optimaldesign；
7、layout；elasticcurvedbeam1引言(Introduction)狀及支撐腿布局與支撐力的關(guān)系，對腿部進行優(yōu)化設計非常重要．文[2-6]研究了腿部表面張力支撐力水上行走機器人仿生水黽，也稱為水蜘蛛機器的計算方法，以及腿部與水的接觸角與支撐力的關(guān)人、水黽機器人、水上漂浮機器人．其特點是利用表系，指山腿部表面席具有疏水性(接觸角大于90。)面張力在水面上站立和行走，運動中幾乎沒有粘性才可能獲得最人的表面張力支撐效果．文[7]討論阻力，相比丁艦船及潛器可人大降低運動能耗，提了直線形支撐腿在水中的變形
8、情況，并給出了直線高上作效率．此外，水上行走機器人因其特殊的運動方式，不會在淺水區(qū)擱淺，運動過程對液體的擾形腿部的最大有效K度．文【8]提出了一種基于柔動也非常小，因此在偵察勘測、水質(zhì)監(jiān)控、液面清污度矩陣的支撐腿形狀優(yōu)化的近似算法，但該方法需等領(lǐng)域具有十分』一闊的應用前景．假設腿的變形為小變形，囚此無法用于較細K的支目前，水上行走機器人已成為一個新的研究熱撐腿設計．此外，支撐力采用由試驗數(shù)據(jù)擬合的模
