基于弹尾虫运动机制的平衡轮式跳跃机器人的设计

作     者：陈子明 卢杰 邓朋 郭玉 李艳文 CHEN Ziming;LU Jie;DENG Peng;GUO Yu;LI Yanwen

作者机构：燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 

基　　金：国家自然科学基金(51775474) 河北省重点研发计划(19221909D)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第56卷第17期

页      码：20-28页

摘      要：针对弹尾虫的生物体结构与运动特性,复合轮式与跳跃运动设计了一种新型跳跃机器人。利用弹尾虫独特的跳跃运动机制设计了跳跃原理结构,并使用拉格朗日法完成跳跃原理结构着地起跳、腾空阶段动力学方程的构建与仿真,分析并验证了跳跃过程及跳跃原理的可行性。通过轮式结构的复合设计,使得机器人具备平衡轮式移动特性,展现跳跃原理结构的可移植性。搭建机器人控制系统,使用3D打印技术完成样机制作,最终设计机器人长15cm、宽9.5cm、高7.5cm,整体重268.6g。试验测试表明,机器人具备快速连续运动性能,1s内完成能量蓄积与释放,0.5s内实现姿态复位;具备多运动模式,可实现高20cm、远15cm的跳跃动作,同时可完成跳跃后的姿态复位,平衡轮式移动以及传统平衡小车难以实现的倒地后自主平衡复位。

主 题 词：弹尾虫 跳跃机器人 动力学 平衡轮 自复位 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2020.17.020

馆 藏 号：203984690...