基于蠕動原理仿生拱泥機器人虛擬樣機制作研究.pdf

1、“基于蠕動原理仿生拱泥機器人”是哈爾濱工程大學(xué)孟慶鑫教授提出的一種新型仿生機器人概念。它主要是針對水下沉船打撈、石油管道、通訊光纜的敷設(shè)和檢測等多種惡劣環(huán)境作業(yè)為背景提出的。由于研制基于蠕動原理仿生拱泥機器人是一項極其復(fù)雜的工作,已經(jīng)研制成功的仿生拱泥機器人實驗樣機和工程用機之間還有很大的差距。因此,本文結(jié)合黑龍江省自然科學(xué)基金重點項目“基于蠕動原理仿生拱泥機器人虛擬樣機研究”,對仿生拱泥機器人進行系統(tǒng)的分析、優(yōu)化設(shè)計和仿真驗證,建立了

2、模擬仿生拱泥機器人實際工作過程的虛擬樣機,為進一步制作完善的工程樣機打下基礎(chǔ)。
　　 文中首先敘述了國內(nèi)外水下機器人和拱泥機器人的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢,從仿生學(xué)角度詳細(xì)分析了尺蠖和蚯蚓的運動規(guī)律,并結(jié)合仿生拱泥機器人實際工作特點提出了蠕動原理仿生拱泥機器人的實現(xiàn)原理。設(shè)計出以沖擊為原理的拱泥頭,以氣囊實現(xiàn)仿生拱泥機器人的中、后部支撐,并設(shè)計出能夠以機器人中部軸線為中心可任意方向轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機構(gòu),并在三維軟件上實現(xiàn)仿生拱泥機器人運動仿真。

3、
　　 結(jié)合仿生拱泥機器人的實際工況,首次應(yīng)用動力學(xué)仿真軟件對拱泥頭進行分析和優(yōu)化,得出拱泥頭錐角的大小在仿生拱泥機器人直線前進和轉(zhuǎn)向前進兩種情況下對機器人的不同影響。在仿真優(yōu)化中找到了拱泥頭錐角的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),實現(xiàn)了拱泥頭錐角的優(yōu)化,能夠大大改善仿生拱泥機器人在轉(zhuǎn)向行走時的工作性能,保證了仿生拱泥機器人的轉(zhuǎn)向可靠性。
　　 最后利用仿真軟件對仿生拱泥機器人整機模型進行測試,包括仿生拱泥機器人整機一個工作循環(huán)的運動測試,