（图纸+论文）基于SolidWorks四足行走机构的虚拟设计及动画模拟设计（全套完整）

格式：RAR 上传：2022-06-25 08:22:51

《（图纸+论文）基于SolidWorks四足行走机构的虚拟设计及动画模拟设计（全套完整）》修改意见稿

1、“.....与相比性能得到了大幅度的提高，号称是目前世界上最先进的四足机器人。长为米高为.米重量为千克，采用液压驱动，由汽油发动机提供动力，采用随身携带并向前跨步见图，此时重心已接近腿和对角线中点，且随着腿和的向前跨步而继续向前移动。摆动腿和相对机体向前跨步的同时，另两腿和面支撑机体，面驱动其相应的髋膝关节使机体前移见图。同时摆动腿向前跨步和随同机体相对支撑腿前移，重心也移到摆动腿和的中点，机体处于跌倒态，在此瞬间摆动腿和与支撑腿和交替，使机体重新处于稳定状态见图，从而完成整个步行周期动作。为了避免机体平移时摆动腿与地面之间产生叩碰，必须保证只有在摆动腿脚底离开地面时机体才能移动机体前移动作通过驱动支撑腿的髋膝关节使机器人支撑腿足底水平后移，由于地面的支撑作用,足底和地面位置相对不变而使机体水平前移......”。

2、“.....但是具体如何实现步态如何分配运动，这将在后章的具体设计中作详细分析。.行走机构腿的设计从整体的行走性能出发，方面要求机体能走出直线运动轨迹或平面曲线轨迹在严重崎岖不平地面，另方面要求转向。步行行走机构腿部的主要任务是支撑着主要由躯体所组成的本体，二是使本体向步行方向移动，此外还必须具有脚部抬起，并向步行方向摆动的动作，若把本体看作固定不动，则足端轨迹如图所示。图足端轨迹图实际的足端轨迹图如图所示，在支撑相描述出比较缓慢的直线段，而在摆动相描绘出快速的凸起曲线段。根据上述，提出四足行走机构中腿机构的要求.腿的足端部相对于机体的运动轨迹形状应如“”。直线段对应的就是足支撑机体的运动轨迹支撑相，曲线段对应的是脚掌离开地面的足端运动轨迹悬空项。.为了不至于使行走机构在运动过程中，因机体上下颠簸而消耗不必要的能量，应保证要求中的直线段有定的直线度。.对于要求中曲线段，没有形状要求......”。

3、“.....即其高度决定了机器人在起伏不平的地面上的通过能力。加速度轨迹无畸点。.占空系数腿部动作和占空系数步态的特点是处于对角线上的两条腿或者.见图具有相同相位，既对角线上两腿的动作完全样，同时抬起，同时放下。图为个步行周期中四足机器人的摆动相与支撑相的交替过程。根据占空系数的大小可分为种情况在两摆动腿着地的同时，另外两支撑腿立即抬起。此情况为特例。既任意时刻同时有支撑相和摆动相见图。机器人移动较慢时，摆动相与支撑相有短暂的重叠过程，即机器人有四腿同时着地状态见图。机器人移动较快时，四条腿有同时为摆动相时刻，四条腿同在空中，尤如马奔跑时腾空状态见图。显然此交替过程要求机器人机构具有弹性和消振功能，否则难以实现，尚有待引入弹性机构。本文研究.时的状态。图占空系数示意图二腿摆动跨步与机体重心移动顺序起始时对角线上两摆动腿,抬起向前摆动，另两条腿......”。

4、“.....摆动腿,向前跨步造成重心前移见图,此时机器人有摔倒趋势。支撑腿,面支撑机体，面驱动相应的髋关节和膝关节，使机体向前平移步长。此时机体重心已偏离对角线,中点，将至摆动腿,的中点见图。图腿摆动支撑与机体重心在机体移动到位时，摆动腿和立即放下，呈支撑态。恰好使重心在支撑腿和的对角线稳定区内，原支撑腿和也已抬起.四腿的组合行走机构步态的选择和设计，以及转向方案的选择及确定。.行走机构设计求解出该行走机构行走过程中重心的波动量。.利用里面的插件进行仿真运动并做出动画。第二章四足行走机构的研究.行走机构的分类行走机构按行走保持平衡的方式分为两类。类是静态稳定的多足机，其机身的稳定通过足够数量的腿支撑。多足机的速度较慢，其步态是爬行或步行。另类是动态稳定的，主要有拟人双足和单组跳跃机，该种步行机运动速度快，其步态可以使小跑和跳跃。......”。

5、“.....腿机构是行走机构的个重要组成部分，是行走机构机械设计的关键。腿的配置形式四足机构腿的配置有两种，种是正向对称分布，既腿的主平面与行走方向垂直，令种为前后向对称分布，既腿平面与行走方向致，如图所示。本设计机构将选择正向对称分布。图腿的配置形式腿的步态分析步态是行走机构的迈步方式，既行走机构抬腿和放腿的方式，由于开发步行行走机构的需要，年代末，在总结前人对动物步态研究成果的基础上，比较系统的给出了系列描述和分析步态的严格数学定义。之后，各国学者在四足，六足，八足等多足步行机构的静态稳定的规则周期步态的研究中取得多项成果，但这些步态的研究基本上局限于平坦地面，并且假设对于不平地面也是合理的。对于严重不平地面地面上可能有不可立足点存在的行走步态研究，是从年代中期开始的，其中包括对非周期步态研究，对自由的分析等等。步态的类型四足动物如狗正常行走非奔跑状态时......”。

6、“.....既如左前腿右后腿左后腿右前腿基于行走,机构,虚拟,设计,动画,模拟,摹拟,毕业设计,全套,图纸第章绪论.课题研究的意义目前人类使用的行走机构有足式行走机构，轮式行走机构履带式行走机构蠕动式行走机构，其中前三种行走机构较常用。轮式行走机构在平坦的硬质地面上运动具有履带式和足式行走机构无法比拟的优点，在目前的移动机构中应用最多，如美国斯坦福大学的斯坦利无人驾驶汽车用于火星表面探测的“勇气号”和“机遇号”以及大多数足球机器人等，都是采用的轮式行走机构。履带式行走机构的优点为耐用，驱动性佳，着力强，野外作业能力强，如在阿富汗和伊拉克战场上使用的战地机器人采用的就是履带式行走机构，它能够在崎岖不平的地形表面行走，可以在建筑物里执行搜救任务抛掷手榴弹等。但缺点为行走速度慢，不能在混凝土地面过硬路面山上急转弯，否则将引起带体扭曲。本机底盘低，石子和异物容易进入履带和底架之间......”。

7、“.....足式行走机构最大的优点是对路况要求不高，在不连续的地形条件下具有很大优势，运动灵活，适应复杂地形的能力强，这就决定了它具有独特的使用价值。例如有些农业机械如果安装足式机械底盘，就能够适应旱地，水田，梯田等不同环境，有些矿山机械如安装行走机械底盘，其适应松软路面，大坡度路面的能力就会增强宇航方面，为星球探测机器人安装上“足”，必将大幅度增强其在星球上的移动能力战场上的应用，运输侦察排雷等危险及特殊环境下的作业，反恐中的排雷排爆，星球表面的探测，地震等引发的灾后搜救，核工业中放射性原料的运输处理等，狭小空间下的作业，废墟山洞的探测，管道检测维修等娱乐服务导盲等，在日常生活中足式行走假肢也有很大的应用前景。总之，四足机器人具有广阔的应用场合，而目前的相关技术还不成熟，足式行走机构难以发挥其特殊的作用。因此，开展足式行走机构相关技术的研究具有重大的现实意义。......”。

8、“......麦吉和.弗兰克在南加州大学设计了以“加利福尼亚马”而闻名的四足步行机械。用电马达驱动的这种机械系统，各脚都有两个活动度髋关节和膝关节,而四个髋关节的横向都具有个被动自由度。通用电气公司的和美国陆军的起设计开发的四足步行车“”。具有千克运输能力乘坐名驾驶员高度.米质量千克的步行机械系统。该步行车的四个指令杆跟随驾驶员的手和脚动作的液压驱动随动系统，并安装在驾驶员手臂和脚上的位置传感器检测他的动作，液压伺服马达驱动四只脚做相同的动作，该机装有力反馈机构，驾驶员坐在驾驶室里就能够凭感觉知道作用在机械脚上的力是多少。虽然操作费力，但实现了爬越障碍，因而被视为现代行走机构发展史上的个里程碑。空间通用公司的和尝试研制了多足步行机械。这种机械以探索行星为目的，其机构具有固定程序。他们还制成了椅子型步行机械系统的原型，作为瘫痪者的步行辅助装置。固定程序依靠特殊性装的凸轮来实现，凸轮由电马达驱动......”。

9、“.....大体能上下阶梯，但这只限于种特定形式的阶梯。在方向转换时，还多少存在问题。由美国国防部高级研究项目署资助，波士顿动力公司研制的四足机器人和。采用电机驱动，每条腿上装有个电机，采用便携式计算机控制，机器人装有检测关节角度电机电流航向脚与地之间的接触等用途的传感器，采用无线通信模块传送数据，随身携带的锂离子聚合物电池可以保证机器人运行分钟。科学家们通过该机器人来研究电机动力控制对环境的感知和粗糙地形下的运动等问题。与相比性能得到了大幅度的提高，号称是目前世界上最先进的四足机器人。长为米高为.米重量为千克，采用液压驱动，由汽油发动机提供动力，采用随身携带的计算机控制，装有位置力陀螺仪等传感器。的环境适应能力特别强，可以在山地沼泽地雪地等路面上行走，目前可以.英里小时的速度小跑，可以爬越度的坡面，负载磅。日本电信大学的.等于十几年前开始研究采用行走机构的四足机器人......”。