弹跳机器人若干关键技术研究

论文题目: 弹跳机器人若干关键技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 机械电子工程

作者: 刘壮志

导师: 朱剑英

关键词: 机器人,弹跳机器人,弹跳机构,弹跳序列规划

文献来源: 南京航空航天大学

发表年度: 2005

论文摘要: 具有弹跳性能的机器人目前尚处于研究阶段,该种类型的机器人由于可以跨越障碍、墙体和沟渠,具有广泛的应用前景,特别是在军事上,可作为战场的无人作战武器,进行侦察、精确打击导引以及主动攻击。因此近年来受到各国研究机构的高度关注,但由于此类机器人研制难度很大,目前还未在战场上使用。由于涉及的很多关键技术保密性很强,公开资料很少。本课题的研究在我国尚属初始,对未来的军事应用和特种机器人的发展有重要的理论和实际意义。本论文研究工作的主要内容和创新点如下: 1. 在国内率先进行弹跳机器人的研究,在综合和分析国内外少量公开资料的基础上,提出弹跳机器人的九种实现方案。其中单杆弹跳机构和六杆弹跳机构已经完成了理论分析、设计制作和实验。 2. 首次分析弹跳机器人运动序列规划及控制问题,将启发式搜索用于序列规划,将状态机及神经网络等工具用于运动控制描述。并结合 GPRS 网络与 Internet 实现对弹跳机构无距离限制的遥操作。 3. 对五种典型弹跳机构的运动及动力学进行了分析,揭示了各自的运动规律,建立了运动学与动力学模型,特别是对落地碰撞以及能量消耗问题进行了深入研究,提出了采用足部施加缓冲以及以时间换取性能的方案。 4. 对单杆式及六杆式弹跳机器人的机构进行深入分析,创新设计了滚珠锁定、缺齿齿轮触发机构、滚珠式超越离合器、不倒翁及万向节式落地姿态调整机构以及轮式支撑翼等机构,解决了势能自锁、弹簧的瞬间释放以及姿态恢复等问题。本课题的研究受到国家自然科学基金项目“智能微机电系统视觉/力学/位移混合检测与控制技术”(项目批准号:50275078)、南京航空航天大学创新基金(项目编号: S0276-053)的资助。预研成果已通过国防科工委专家的基础研究项目的立项评审,并获得国防科工委的立项资助(项目编号:B0403-053)。

论文目录:

第一章绪论

1.1 弹跳机器人研究意义

1.2 弹跳机构研究概述

1.3 弹跳机器人分类

1.4 弹跳机构研究现状

1.5 项目背景

1.6 论文研究的主要内容与关键技术

第二章弹跳机构模型分析

2.1 离心力激励型

2.2 单足弹簧质量模型

2.3 落地碰撞及稳定性分析

2.4 弹跳消耗能量分析

2.5 弹跳机器人性能评价指标

2.6 小结

第三章弹跳机器人动作序列规划

3.1 引言

3.2 序列规划简介

3.3 连续型弹跳序列规划

3.4 间歇性弹跳序列规划

3.5 小结

第四章弹跳机器人控制及其实现方案

4.1 控制内容及结构

4.2 控制实现方案

4.3 小结

第五章方案设计及机理分析

5.1 设计准则

5.2 单杆弹簧机构

5.3 弹簧六杆机构

5.4 弹跳小车

5.5 爆燃机

5.6 翻越式

5.7 球形弹跳机

5.8 落地稳定机构

5.9 支撑跳跃机

5.10 离合器驱动

5.11 小结

第六章原型机及其力学分析

6.1 单杆弹簧机构

6.2 六杆弹簧机构

6.3 机构总结

6.4 力学分析

6.5 本章小结

第七章实验分析

7.1 性能参数

7.2 实验数据

7.3 实验发现及推论

7.4 小结

第八章总结与展望

8.1 本文工作总结

8.2 主要创新点

8.3 存在问题及未来工作展望

致谢

攻读博士学位期间发表的相关论文

参考文献

发布时间: 2005-07-08

参考文献

[1].运动自适应上肢康复训练外骨骼机器人系统设计方法和应用试验研究[D]. 严华.浙江大学2014
[2].四足机器人落地过程中缓冲策略的研究[D]. 刘斌.山东大学2017
[3].煤矿蛇形搜寻机器人路径规划策略研究[D]. 李红岩.西安科技大学2018
[4].搜救侦测机器人关键技术研究[D]. 郭云龙.哈尔滨工程大学2013
[5].多关节机器人仿生液压驱动技术及效率研究[D]. 薛勇.国防科学技术大学2016
[6].冗余双臂机器人协调作业系统研究[D]. 申浩宇.南京航空航天大学2016
[7].基于虚拟现实技术与监控理论的机器人示教系统研究[D]. 崔茂源.吉林大学2004
[8].高压带电作业机器人及其跟踪装配系统的研究[D]. 戚晖.天津大学2003
[9].基于网络的异构工业机器人集成技术研究[D]. 胡旭东.浙江大学2004
[10].基于外骨骼技术的机器人远程控制[D]. 李晓明.浙江大学2004

弹跳机器人若干关键技术研究

猜你喜欢