仿生機(jī)器蛙跳躍機(jī)理分析及運(yùn)動仿真.pdf

1、跳躍式機(jī)器人具有運(yùn)動靈活性高、越障能力強(qiáng)等特點,能夠適應(yīng)非結(jié)構(gòu)化、未知的工作環(huán)境,它在考古探測、星際探險、軍事偵察、反恐活動中都有廣泛的應(yīng)用前景,因此開展跳躍機(jī)器人的研究具有重要的實際應(yīng)用價值。經(jīng)過千百萬年的進(jìn)化,生物體身體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動方式體現(xiàn)出相當(dāng)?shù)暮侠硇浴⒖茖W(xué)性、進(jìn)步性。為了將生物的這些優(yōu)勢運(yùn)用在機(jī)器人的設(shè)計中,本文選擇了從仿生角度來設(shè)計跳躍機(jī)器人。首先,針對運(yùn)動機(jī)理分析所需的青蛙跳躍運(yùn)動軌跡,提出了一種采用一臺高速攝像機(jī)獲取生物運(yùn)動

2、軌跡三維信息的提取方法,并對這種方法進(jìn)行了實驗驗證和誤差分析,以確保方法的正確性。根據(jù)這種實驗方法對圖像分析的需要,編制了青蛙運(yùn)動軌跡的提取程序,進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理與分析?；谶@種方法,進(jìn)行了青蛙跳躍運(yùn)動軌跡的提取實驗,獲得所需信息,以便做運(yùn)動機(jī)理分析。其次,從解剖學(xué)和行為方式兩方面研究青蛙的跳躍運(yùn)動機(jī)理,通過分析青蛙骨骼結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布及其跳躍運(yùn)動特征,抽象出仿青蛙跳躍機(jī)器人機(jī)構(gòu)模型并建模。之后基于對模型的運(yùn)動學(xué)分析和計算,驗證了模型在模仿