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本论文所研究的弹跳机器人是仿生机器人的一种。由于它可以跨越障碍、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,因此近年来受到各个国家的研究机构高度关注。国内对弹跳机器人的研究还比较少,它的研究对未来特种仿生机器人的发展有很好的理论和实际意义。本文对仿生机器人进行了探索性研究,希望研究内容对后续的研究人员具有的启发和帮助。文中概述了仿生机器人以及弹跳机器人的发展现状,从弹跳模型的角度分析了弹跳的必要条件,设计了机械机构来实现弹跳机器人的各个功能,并用单片机驱动步进电机,实现弹跳机构的精确控制。从而初步完成了一种不同于传统移动机器人运动方式的机器人系统的研究和设计。
本论文研究工作的主要内容和创新点为:
1.全面地概述了仿生机器人以及弹跳机器人的发展现状和研究意义。
2.对多种不同的弹跳模型进行了理论分析。
3.提出了一种双质量弹簧系统的间歇式弹跳模型,并进行了动力学理论分析和计算机仿真。
4.设计出用多个锥齿轮和直齿轮以及超越离合器配合的齿轮箱,实现了弹跳机器人的姿态调整。
5.用行星轮系实现弹跳机器人的弹跳方向调整。
6.在技术上实现了用步进电机驱动传动螺纹精确定位传动。
7.设计出步进电机和电磁铁的控制电路,并编写出控制程序。