三自由度蛇形机器人控制策略

三自由度蛇形机器人控制策略
捕虾笼    摘 要:在仿生机械学中,模仿生物蛇而诞生的机器蛇将逐渐具备灵活的变形特性。机器蛇是一种高冗余度移动机器人,具有多于确定机器人空间位置和姿态所需的自由度,使得它可摹仿生物蛇的运动状态。三自由度蛇形机器人主要由两部分关节组成,一部分负责机器蛇的姿态,一部分负责机器蛇的运动,从而实现机器蛇的抬头,偏航和翻滚,从而适应各种复杂的地形,实现代替人到达人不能到达的区域。
  1、新型蛇形机器人的结构设计
  本创新所要解决的技术问题主要是设计什么样的机构来实现机器蛇的三个动作――抬头,偏航和翻滚,从而达到3自由度的要求。而且要简单耐用,易于加工。
  为了实现机器蛇的自动化运作,我们引入了控制部分(即控制器),控制器驱动舵机运转,由多个舵机带动整个机器工作。
  万向关节的工作过程:
  (1)抬头:电机5带动齿轮6旋转,齿轮6带动齿轮7,齿轮7通过键带动T形轴旋转,从而实现连接板的向上抬起。抬头的角度由舵机转过的角度决定。
  (2)偏航:电机1带动齿轮2旋转,齿轮2再带动齿轮3,齿轮3与锥齿轮10啮合,伞齿轮10与固定板4是相连接的,这样伞齿轮10的旋转就能带动连接板的左右偏航运动。偏航的角度由舵机转过的角度决定。
  (3)翻转:电机0与下一关节相连,电机0的转动直接实现机器蛇的翻滚。
  2、新型蛇形机器人控制理论 三角形算法
压铸机料筒的设计>板端连接器  雅可比矩阵的det(J)为0时,表示机器人在这个位姿出现奇异,换成位置雅可比,这个理论依然存在,因为位置雅可比矩阵行列式的值det(JP)=0的解集与机器人构型奇异位置点的集合一一重合。
  4、总结 复合硅微粉
  本文基于仿生学原理,抽象出蛇应用于机器人领域的优势,设计了一种具有三个自由度的
蛇形机器人,并且通过计算避开了奇异点,而且关节的负载特性非常好。该种蛇形机器人可适应于各种复杂地形,具有良好的负载性,可代替或部分代替人去完成危险环境中的作业,从而解决常规情况下人力不能完成的问题。
  参考文献
  [1] 吴艳花(襄樊学院机械工程系)《蛇形机器人越障研究》
  [2] 叶长龙,马书根,李斌,王越超《基于耦合驱动蛇形机器人机构设计与抬起的方法》
  [3] 李斌,马书根,王越超,陈丽,汪洋 《一种具有三维运动能力的蛇形机器人的研究》

本文发布于:2024-09-22 13:33:54,感谢您对本站的认可!

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标签:机器人   蛇形   机器   齿轮   位置   设计
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