“變形金剛”機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).doc

《“變形金剛”機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文“變形金剛”機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)“變形金剛”機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　　摘要：本項(xiàng)目參照人體骨骼結(jié)構(gòu)并綜合考慮運(yùn)動(dòng)中模塊間的碰撞、結(jié)構(gòu)變化步數(shù)以及車型狀態(tài)等因素，為機(jī)器人設(shè)計(jì)精確構(gòu)型?；跈C(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，詳細(xì)探討本項(xiàng)目變形機(jī)器人人車變形過(guò)程，具體展示不同構(gòu)型的特點(diǎn)及相互之間的轉(zhuǎn)換和銜接，打破變形機(jī)器人研究局限，推進(jìn)本領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的突破。　　關(guān)鍵詞：“變形金剛”機(jī)器人；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)　　0引言　　隨著機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，幾乎滲透到所有的領(lǐng)域，使人類的生活發(fā)生了顯著的改變。　　美國(guó)和日本多年來(lái)引領(lǐng)國(guó)際機(jī)器人的發(fā)展方向，代表著國(guó)際上機(jī)器人領(lǐng)域

2、的最高科技水平。第一臺(tái)可變形機(jī)器人樣機(jī)就誕生于1988年，由美國(guó)卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所研制的可重構(gòu)模塊化機(jī)械手系統(tǒng)（RMMS）。自此，變形機(jī)器人系統(tǒng)不斷完善，各種可變形機(jī)器人層出不窮?！　∥覈?guó)在某些關(guān)鍵技術(shù)上有所突破，但未掌握整體核心技術(shù)，具有中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的變形機(jī)器人較少。目前我國(guó)機(jī)器人技術(shù)相當(dāng)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)80年代初的水平。特別是在制造工藝與裝備方面，不能生產(chǎn)高精密、高速與高效的關(guān)鍵部件?？偠灾?，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)缺乏可變形機(jī)器人的制作技術(shù)?！　【C合國(guó)內(nèi)外機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r，可見機(jī)器人的研究已經(jīng)取得了一定的成績(jī)。但是，由于某些機(jī)器人因機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，很難適應(yīng)工作環(huán)境和任務(wù)的

3、變化，因此迫切需要一種能夠靈活地根據(jù)周圍環(huán)境調(diào)整運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的機(jī)器人，以適應(yīng)更為復(fù)雜的任務(wù)。最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文　　變形機(jī)器人是機(jī)器人領(lǐng)域中新興起的一個(gè)研究方向，同時(shí)也是當(dāng)前機(jī)器人學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。變形機(jī)器人又稱可重構(gòu)機(jī)器人，是一種具有較強(qiáng)環(huán)境自適應(yīng)能力的機(jī)器人，它可以根據(jù)環(huán)境變化和任務(wù)要求而改變自身的構(gòu)形來(lái)完成不可預(yù)知的作業(yè)任務(wù)。目前已經(jīng)開發(fā)的變形機(jī)器人系統(tǒng)根據(jù)其能否實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重組，一般分為兩類：靜態(tài)變形機(jī)器人和自變形機(jī)器人。但目前這兩種機(jī)器人大多還處于原理樣機(jī)研究階段，其移動(dòng)與變形速度比較緩慢。本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的變形機(jī)器人，由許多功能簡(jiǎn)單并具有一定感知能力的模塊機(jī)

4、器人有機(jī)聯(lián)接而成，有效地解決了上述機(jī)器人移動(dòng)和變形速度緩慢的問(wèn)題。變形機(jī)器人通過(guò)變形獲得不同的形態(tài)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在不同的環(huán)境情況下采取不同的運(yùn)動(dòng)步伐或機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致本體的某些部分相對(duì)位置的變化而呈現(xiàn)一種新的作業(yè)構(gòu)形，以適應(yīng)環(huán)境的要求，從而發(fā)揮不同的作用?！　?“變形金剛”機(jī)器人的設(shè)計(jì)　　本項(xiàng)目對(duì)變形機(jī)器人進(jìn)行合理的優(yōu)化，在保證機(jī)器人整個(gè)拓?fù)溥B接關(guān)系不發(fā)生變化的前提下，通過(guò)機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致本體的某些部分相對(duì)位置的變化而重新呈現(xiàn)一種新的作業(yè)構(gòu)形，完成給定的任務(wù)。其次，通過(guò)汲取美國(guó)孩之寶公司推出一系列級(jí)別的變形金剛玩具構(gòu)思，改進(jìn)本項(xiàng)目變形機(jī)器人的形態(tài)和構(gòu)形的整體協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)形式。最

5、后，通過(guò)3D-MAX等三維圖解對(duì)機(jī)器人在變形過(guò)程中進(jìn)行形象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析，為機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供了實(shí)質(zhì)性的參考依據(jù)?！　?.1機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文　　變形機(jī)器人的設(shè)計(jì)不同于一般人形機(jī)器人的設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)人形狀態(tài)的完備功能，機(jī)器人的構(gòu)型需要依照人類運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的構(gòu)造而設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目變形機(jī)器人采用了19個(gè)舵機(jī)實(shí)現(xiàn)其完整的功能。首先是變形機(jī)器人人形基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)（如圖1）。腿部由10個(gè)舵機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)人形的基本功能，保證變形機(jī)器人處于人形狀態(tài)下能夠自由行走，并且能夠?qū)崿F(xiàn)劈叉、側(cè)走等多個(gè)功能。手部應(yīng)用了6個(gè)舵機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)手部的前舉、上舉、側(cè)舉等功能。另外是頭部的設(shè)計(jì)

6、。在變形機(jī)器人處于人形狀態(tài)時(shí)，用舵機(jī)替代變形機(jī)器人的頭部，而頭部的擋板轉(zhuǎn)至胸前，作為機(jī)器人的胸板；在變形機(jī)器人處于車型狀態(tài)時(shí)，擋板轉(zhuǎn)動(dòng)覆蓋住頭部舵機(jī)，作為機(jī)器人車型的車頭結(jié)構(gòu)。為保證車型機(jī)器人（如圖2）的實(shí)現(xiàn)，在機(jī)器人膝關(guān)節(jié)處加裝了一對(duì)360度舵機(jī)并配有防滑輪作為主動(dòng)輪，而在機(jī)器人的肩部加裝了一對(duì)防滑輪作為從動(dòng)輪，由主動(dòng)輪帶動(dòng)從動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自由前進(jìn)。同時(shí)，在變形構(gòu)型設(shè)計(jì)上既要考慮在變形過(guò)程中模塊間的碰撞、一次結(jié)構(gòu)改變的步數(shù)以及確保模塊集合可以到達(dá)必要的位置，又要精確設(shè)計(jì)車型四輪的安裝位置，以及其他構(gòu)型對(duì)其變形過(guò)程所造成的影響。　　圖1機(jī)器人人形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖　　圖2機(jī)器人車型結(jié)構(gòu)

7、設(shè)計(jì)圖　　1.2機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模式及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)設(shè)計(jì)　　本項(xiàng)目機(jī)器人變形過(guò)程中，腳踝上360度舵機(jī)、膝蓋舵機(jī)、腰部舵機(jī)照指令旋轉(zhuǎn)，促使變形機(jī)器人身體部位前傾，根據(jù)慣性，機(jī)器人身體部位向前轉(zhuǎn)動(dòng)落于腿部、腰部部位接觸地面、腿部呈現(xiàn)折疊狀態(tài)。這時(shí)，變形機(jī)器人腿關(guān)節(jié)處裝有的車輪便與地面接觸，使其變成車型機(jī)器人的車輪，從而實(shí)現(xiàn)人形到車型的狀態(tài)。接著，根據(jù)指令，轎車形態(tài)的機(jī)器人開始運(yùn)動(dòng)?！　≡趯?shí)現(xiàn)轎車形態(tài)與雙足形態(tài)的轉(zhuǎn)換時(shí)，利用機(jī)器人的車門即手來(lái)做定點(diǎn)支撐，腿部伸直，腳板貼地，利用舵機(jī)的力度，使機(jī)