畢業(yè)設計（論文）答辯-仿生機器蛇的設計與仿真

1、2021年度畢業(yè)論文辯論上海電力學院SHANG HAI UNIVERSITY OF ELECTRIC POWER7/1/20220仿生機器蛇的設計與仿真 姓名： 專業(yè)年級：測控技術(shù)與儀器電站測控方向 指導老師： 辯論時間：2021年6月18日7/1/20221蛇形機器人種類：1側(cè)向運動仿生蛇形機器人2蠕動運動蛇形機器人 蛇形機器人概述蛇形機器人概述視頻蛇的運動方式：1側(cè)向運動類似彈簧，適合攀爬2蠕動或類似風琴式的運動 3側(cè)向盤旋運動 疑惑性強，效率高7/1/20222本課題主要研究：設計一種6桿7節(jié)點類似正弦波運動的蛇形機器人蛇尾蛇頭運動方向類似于日本NEC公司的連桿蛇形機器人模型7/1/20

2、223步態(tài)分析 其他端點先保持不動過程二：圖中三連桿機構(gòu)的運動即為蛇形機器人前進的最普遍運動過程一：過程三：重復過程一，完成步態(tài)7/1/20224三連桿運動分析： 細分為四個步驟7/1/20225三連桿運動的數(shù)學分析一 其在X、Y軸上分解得：7/1/20226三連桿運動的數(shù)學分析二通過方程的求解，可以將連桿的各個角度均均由1表示 各個轉(zhuǎn)角關系：解得： 按照角度設計仿生機器蛇的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動可以設置轉(zhuǎn)角1為變量的函數(shù) 7/1/20227蛇形機器人的步態(tài)函數(shù)設計 過程一：端點1轉(zhuǎn)角函數(shù)：其中x為時間s，y為端點1的轉(zhuǎn)角度數(shù)7/1/20228 過程二：端點2轉(zhuǎn)角函數(shù)：后續(xù)波形的傳遞運動，傳遞過程為重復端點

3、2的函數(shù)，定義域隨時間發(fā)生變化7/1/20229 過程三：最后端點5的轉(zhuǎn)角函數(shù)：最后仿生機器蛇的端點全部位于x軸上，仿生機器蛇前進一個步態(tài) 7/1/202210蛇形機器人的ADAMS仿真流程圖系統(tǒng)仿真設置仿真步數(shù)及時間觀察模擬仿真結(jié)果及各點軌跡根據(jù)尺寸建立設計點（各個桿件端點）通過設計點建立6連桿設置連桿與大地之間的接觸桿與地接觸摩擦函數(shù)連桿連接處添加旋轉(zhuǎn)副旋轉(zhuǎn)副驅(qū)動及函數(shù)設置單位制，設置重力，設置柵格尺寸、格距運用長方體工具設置大地運行ADAMS/View7/1/202211ADAMS建模端點0端點0端點0端點0端點0端點0端點0端點0端點0端點0端點1端點2端點3端點4端點5端點67/1/202212仿真結(jié)果分析一過程一仿真截圖 過程一，端點1的轉(zhuǎn)角與時間的曲線用階躍函數(shù)取代設計時的一階函數(shù)，變化平緩，適合電機7/1/202213仿真結(jié)果分析二過程二仿真截圖此過程中相比過程一復雜，端點2的函數(shù)曲線和端點1的根本相同，但定義域不同，同樣使用階躍代替一階函數(shù)，其他端點分為固定與不施加外力的連桿運動7/1/202214仿真結(jié)果分析三過程三仿真截圖最后一端點5的轉(zhuǎn)角函數(shù)曲線7/1/202215總結(jié) 通過本次課題，對蛇形機器人的運動機理進行了設計并數(shù)學建模與軟件仿真。通過仿真，驗