仿蝗蟲四桿式跳躍機(jī)器人設(shè)計(jì)【開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述+畢業(yè)論文】

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1、本科畢業(yè)論文系列開題報(bào)告仿蝗蟲四桿式跳躍機(jī)器人設(shè)計(jì)一、選題的背景和意義機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈活性問(wèn)題正日益收到關(guān)注，面對(duì)惡劣的環(huán)境、復(fù)雜的地形和危險(xiǎn)地帶時(shí)，要求機(jī)器人具有很強(qiáng)的自主能力及生存能力。目前對(duì)自助式移動(dòng)機(jī)器人的研究主要以輪式或履帶式的機(jī)器人和仿生的爬行或步行方式的機(jī)器人為主。而輪式或履帶式機(jī)器人只能在相對(duì)平坦的地勢(shì)下工作，一旦遇到凹凸不平的地形其運(yùn)動(dòng)將收到很大的限制，步行或爬行機(jī)器人自由度多，控制復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)緩慢，遇到障礙物時(shí)同樣無(wú)能為力。機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，很多時(shí)候要求具備彈跳裝置以便躍過(guò)障礙物或溝渠，而多輪驅(qū)動(dòng)以及爬行機(jī)

2、器人無(wú)法滿足這種要求，因此迫切需要研制一個(gè)具有穿越建筑物樓梯，碎石甚至森林和沙漠的彈跳式微型機(jī)器人，從而大大提高機(jī)器人的活動(dòng)極限，而且彈跳運(yùn)動(dòng)的突然性與爆發(fā)性有助于機(jī)器人躲避危險(xiǎn)，并且由于各星球間重力加速度的差別，使彈跳式機(jī)器人在星際探險(xiǎn)中也能發(fā)揮重大作用，另外在考古探測(cè)，反恐活動(dòng)中也能更好地發(fā)揮作用。跳躍機(jī)器人與輪式或步行機(jī)器人相比，具有運(yùn)動(dòng)范圍大、越障能力強(qiáng)和躲避危險(xiǎn)快等特點(diǎn)。仿生跳躍機(jī)器人涉及仿生學(xué)、機(jī)械學(xué)和控制學(xué)等多學(xué)科交叉，具有許多目前科技發(fā)展水平難以逾越的技術(shù)難點(diǎn)，研制難度大。研究表明，1.5～2ｇ的蝗蟲（Sch

3、istocercagregaria）用9～11ｍＪ的能量在30ｍｓ內(nèi)能使其自身加速到3.2m/s，其最佳跳躍過(guò)程的加速度為重力加速度的19倍，而用于驅(qū)動(dòng)肌肉組織的質(zhì)量?jī)H為軀體總質(zhì)量的4%~5%?；认x在跳躍運(yùn)動(dòng)中所表現(xiàn)出的驅(qū)動(dòng)能量效率是巨大的。因此,研究蝗蟲跳躍過(guò)程，并將研究成果用于仿蝗蟲機(jī)器人的研制，對(duì)于促進(jìn)仿生跳躍機(jī)器人技術(shù)的成熟和發(fā)展有著重要意義。二、研究目標(biāo)與主要內(nèi)容（含論文提綱）研究目標(biāo)：根據(jù)仿生跳躍機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)獨(dú)立進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和總體規(guī)劃的能力，學(xué)習(xí)、掌握二維和三維制圖軟件和機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的流程和注意事項(xiàng)。

4、12主要內(nèi)容：第一章緒論1.1設(shè)計(jì)背景和設(shè)計(jì)的意義1.2國(guó)內(nèi)外跳躍式機(jī)器人的研究成1.3彈跳機(jī)構(gòu)的分類1.4跳躍機(jī)器人研究面臨的問(wèn)題1.5跳躍機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)第二章跳躍機(jī)器人的模型建模和仿真實(shí)驗(yàn)2.1機(jī)構(gòu)模型的建立2.2起跳機(jī)理及跳躍性能2.3動(dòng)態(tài)仿真分析2.4虛擬樣機(jī)仿真第三章仿蝗蟲機(jī)器人起跳過(guò)程中的力學(xué)分析3.1仿蝗蟲機(jī)器人機(jī)構(gòu)桿件模型的建立3.2仿蝗蟲機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)研究3.3起跳階段運(yùn)動(dòng)模型的建立3.4運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的計(jì)算分析第四章總結(jié)三、擬采取的研究方法、研究手段及技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案等通過(guò)查閱和參考大量相關(guān)的資料，對(duì)其中的

5、各類設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和研究。運(yùn)用學(xué)到的機(jī)械設(shè)計(jì)和相關(guān)制圖軟件和力學(xué)知識(shí)等基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)，針對(duì)蝗蟲的跳躍悅動(dòng)機(jī)理設(shè)計(jì)跳躍機(jī)器人，并用圖紙表達(dá)出設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，并對(duì)結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行校核。四、參考文獻(xiàn)[1]吉愛紅，戴振東，周來(lái)水編著，仿生機(jī)器人的研究進(jìn)展，機(jī)器人，2005年5月[2]陳勇，陳東輝，佟金，陳秉聰編著，仿蝗蟲機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形態(tài)的三維動(dòng)態(tài)仿真，農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2007年9月12[3]劉壯志，席文明，朱劍英，吳洪濤編著，彈跳式機(jī)器人研究，機(jī)器人，2003年11月[4]許宏巖，付宜利，王樹國(guó)，劉建國(guó)編著，仿生機(jī)器人的研究，機(jī)器人，2004

6、年5月[5]李向陽(yáng)，葛文杰，楊方編著，考慮腳部柔性的仿袋鼠跳躍機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特性研究，機(jī)器人，2006年6月[6]楊煜普，耿濤，郭毓編著，一種新型翻轉(zhuǎn)跳躍運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與軌跡規(guī)劃，上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2003年7月[7]葛文杰，沈允文，楊方編著，仿袋鼠柔性跳躍機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)力特性研究，西北工業(yè)大學(xué)，2005年7月[8]葛文杰，沈允文，楊方編著，仿袋鼠機(jī)器人跳躍運(yùn)動(dòng)步態(tài)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2006年5月[9]KoditschekDE,BuhlerM.Analysisofasimplifiedhoppingrobot[J].I

7、nternationalJournalofRoboticsReseach,1991,10(6):587-605.[10]VakakisAF,BurdickJW,CaugheyTK.An“interesting”strangeattactorinthedynamicsofahoppingrobot[J].TheInternationlJournalofRoboticsResearch,1991,10(10):606-618.五、研究的整體方案與工作進(jìn)度安排（內(nèi)容、步驟、時(shí)間）首先查閱各類中外文資料，通過(guò)大量的閱讀，并且加入自己

8、的理解和研究，完成外文翻譯、文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告這些論文的前期工作。然后在其他人的分析和研制的基礎(chǔ)上，再加以改進(jìn)和研究。進(jìn)度安排：2010.12.1~12.30：明確課題任務(wù)，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，完成外文翻譯，文獻(xiàn)綜述。2011.1.1~1.20：熟悉資料，撰寫楷體報(bào)告、擬定設(shè)計(jì)方案。2011.1