论文题目: 变形移动机器人的虚拟仿真和动力学分析
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 张卫锋
导师: 苑国强
关键词: 机器人,动力学,结构设计,智能化
文献来源: 山东大学
发表年度: 2005
论文摘要: 智能移动机器人是机器人研究领域中的一个重要分支。智能移动机器人集人工智能、智能控制、信息处理、图像处理、检测与转换等专业技术为一体,跨计算机、自动控制、机械、电子等多学科,成为当前智能机器人研究的热点之一。而对于移动机器人的研究,多少年来一直停留在一种运动姿态的研究上。本课题在研究各种移动机器人的基础上,提出了一种全新的变形移动机器人的概念。为整个移动机器人的研究开拓了一个新的研究空间。本课题通过虚拟样机技术对变形移动机器人进行虚拟仿真,通过计算机仿真技术对变形移动机器人进一步了解。 文章通过查阅大量的过内外文献,介绍了移动机器人在国内外发展情况并提出了变形移动机器人的新的研究思想。作者在介绍移动机器人的现状和移动机器人的发展历史进行概述的基础上,对整个变形移动机器人的设计思想进行了描述。 本文首先提出了利用UG软件对于其结构新颖性进行设计建模。并对变形移动机器人的结构和运动姿态进行分析,进而通过UG三维软件的设计功能和装配功能建立起变形移动机器人的实体模型。其次,介绍了变形移动机器人的运动学和动力学问题,并运用了拉格朗日动力学算法和牛顿——欧拉公式对其进行动力学分析。最后,介绍ADAMS虚拟样机仿真软件的基本功能和使用,并运用ADAMS对变形移动机器人进行分析和仿真,建立变形移动机器人的虚拟样机。 本课题建立了变形移动机器人的虚拟样机,并成功的对虚拟样机进行了分析和仿真。同时还提出了变形移动机器人的前景。并对智能控制提出了初步设想。
论文目录:
目录
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1．1 机器人的发展综述
1．1．1 机器人的定义和发展
1．1．2 移动机器人的发展
1．2 虚拟样机的发展和应用
1．3 课题来源，意义和目的
1．3．1 课题来源
1．3．2 课题的意义和目的
1．3．3 课题研究的主要内容
2 变形移动机器人的数学建模
2．1 引言
2．2 移动机器人的结构分析和自由度分析
2．2．1 移动机器人自由度的分析和实体建模
2．2．2 移动机器人结构分析
2．3 移动机器人运动姿态的变化和分析
2．3．1 移动机器人变形运动的意义和作用
2．3．2 移动机器人变形的姿态分析
2．3．3 移动机器人结构新颖性
2．4 本章小结
3 变形移动机器人的运动学和动力学分析
3．1 引言
3．2 机器人分析的数学基础
3．2．1 机器人的位置和姿态描述
3．2．2 坐标变换
3．2．3 齐次坐标变换
3．3 机器人运动学分析
3．3．1 运动模型的建立
3．3．2 步行运动数学模型
3．3．3 机器人的雅可比矩阵
3．3．4 变形移动机器人的运动步态分析和运动控制
3．3．5 变形移动机器人采用履带和四足运行的关键研究内容
3．4 动力学分析
3．4．1 速度和加速度分析
3．4．2 拉格朗日方程的动力学算法
3．4．3 牛顿-欧拉动态平衡法
3．5 本章小结
4 基于 ADAMS软件的虚拟样机技术介绍
4．1 虚拟样机的介绍
4．1．1 虚拟样机技术的概念
4．1．2 虚拟样机技术的相关技术
4．1．3 UG和 ADAMS在虚拟样机技术的应用
4．2 ADAMS的软件介绍
4．2．1 ADAMS软件的应用及特点
4．2．2 ADAMS功能模块介绍
4．3 ADAMS软件和 UG在机器人仿真中的应用和调用
4．4 ADAMS的建模功能
4．4．1 ADAMS中的零件的建立
4．4．2 给结构添加约束和运动
4．4．3 给零件施加力
4．5 ADAMS的测量功能和仿真功能
4．5．1 ADAMS中的测量功能
4．5．2 ADAMS的仿真功能
4．6 模型参数化分析和优化分析
4．7 ADAMS/Postprocessor(以后处理)模块简介
4．8 本章小结
5 变形移动机器人的仿真和分析
5．1 引言
5．2 仿真系统的建模系统的总体结构
5．3 变形移动机器人的仿真模型
5．4 UG三维实体的建立和导出
5．4．1 利用 UG建立三维实体模型
5．4．2 三维模型的导出
5．5 机构仿真的主要函数和变量
5．6 ADAMS仿真和优化处理
5．6．1 检验样机模型
5．6．2 ADAMS仿真分析和处理
5．7 仿真的优化处理
5．8 本章小结
结论与展望
6．1 结论
6．2 工作展望
参考文献
致谢
作者攻读硕士期间发表论文
发布时间: 2005-10-17
参考文献
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