一种用于环境探测的仿生蛇形机器人设计开题报告

 2022-02-13 18:19:03

1. 研究目的与意义

环境探测仿生蛇形机器人能够满足地震、火灾、核泄漏、战情侦查等极其危险的环境下的工作要求,其多步态、强柔性、高隐蔽性和高适应能力的特点受到国内外科研人员的高度重视。近年来,随着对蛇形机器人的不断研究,现国内外已经成功研究了多种不同特点、不同功能的仿生蛇形机器人。同时。该类机器人立足于机器人控制和传感器测量技术,有利于复杂机构的控制和定位定向的深入研究,促进微小、柔性传感器的快速发展。

本设计在查阅资料之后,对其机构进行构思设计,整个仿生蛇形机器人系统一共由五大部分组成,分别是:避障模块、机械模块、通讯模块、控制模块以及供电模块。这些模块在蛇形机器人探测环境中起到不同功能与作用,使蛇形机器人能够适应各种不同复杂环境的探测;其中,蛇形机器人能够实现的基本动作有:侧移、蠕动、抬头和低头,利用这些基本动作能够使蛇形机器人在探测过程中,更加灵活,以达到预期效果。

2. 研究内容和预期目标

  1. 研究内容:

    对蛇形机器人的机械模块中关节、蛇头、蛇身等重要部件进行设计研究,对控制模块进行简单的程序编程以促使蛇形机器人能够实现预期的动作。

    对整个机器人进行外部架构和程序设计,包括尺寸,工作原理与流程等。整机尺寸依照仿生学设计理念,其长约800mm宽约70mm高约70mm,蛇形机器人机械模块中蛇身、蛇头、蛇尾均采用pla材料,利用3d打印成型,控制部分利用51系列的单片机进行控制,转向动作采用180°的普通舵机来实现转向功能。

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    3. 研究的方法与步骤

    研究方法:

    蛇形机器人,是一种能够模仿生物蛇运动的新型仿生机器人。能够满足地震、火灾、核泄漏、战情侦查等极其危险的环境下的工作要求,其多步态、强柔性、高隐蔽性和高适应能力的特点

    1、蛇形机器人的主体由蛇头、蛇身、蛇尾,利用舵机对这三者进行连接。

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    4. 参考文献

    [1] 机电类专业毕业设计指南,张桂香主编,机械工业出版社,2006;

    [2] 单片机原理与接口技术(第二版),曹天汉主编,电子工业出版社,2009;

    [3] 苏中,马晓飞,赵旭等.自动定位定向技术[m].北京:国防工业出版社,2015.

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    5. 计划与进度安排

    1) 2022-12-20~2022-2-24查阅文献资料,进行文献综述,翻译英文文献。

    2) 2022-2-25~2022-3-20 撰写开题报告,识读产品零件图,并采用cad软件绘制符合机械制图国家标准规范要求的系统零件图图纸;用三维造型软件进行产品零件的立体造型设计。

    3) 2022-3-21~2022-4-10 查阅相关资料,进行蛇形机器人硬件设计。

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