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大壁虎的三维步态实验及分析

作　者: 肖世旭
导　师: 戴振东
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 步态实验 大壁虎 步态 表面运动 步态特性 步态周期
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 142次
引　用: 6次
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内容摘要


步态规划是仿生机器人研究时必不可少的内容,对于整体机构的运动特性及动力特性都有直接的影响,同时它也直接影响到控制方法及实施的难易程度。本文针对仿壁虎机器人的步态规划,提出了一种实验方法,并且利用自行搭建的实验系统,对大壁虎(Gekko Gecko)在不同表面(地面、垂直壁面及天花板)的爬行运动过程进行实验研究。通过高速摄像系统将不同表面上壁虎的运动过程记录下来,然后将实验结果存入计算机中,利用软件对实验结果进行处理分析,得出壁虎在不同表面上运动过程中的步态特性参数(如步距,负荷因数,步态周期及单腿跨距等)及运动过程中壁虎各腿腿部的角度变化曲线。通过对实验结果的分析比较,得出:运动过程中各腿腿部角度的变化过程具有明显的规律性;不同表面上壁虎各腿的支撑状态(各腿的支撑时间及抬、落腿的先后顺序)各不相同;相同的表面上,壁虎的爬行速度的变化主要是通过调整各腿的负荷因数而实现的;相同的表面上,壁虎以不同的速度运动时,其步态(各腿抬、落腿的先后顺序)是相同的。

全文目录


第一章 绪论  12-16
  1.1 课题背景  12-13
  1.2 国内外步态实验的研究情况  13-14
  1.3 本文的研究内容  14-16
第二章 步态实验及数据处理方法  16-27
  2.1 实验系统  16-17
  2.2 实验设备  17-20
  2.3 实验过程  20-21
    2.3.1 实验准备阶段  20-21
    2.3.2 实验阶段  21
  2.4 实验数据的处理  21-27
    2.4.1 SigmaScan 软件的使用  22-24
    2.4.2 点数据的处理  24-27
第三章 壁虎在地面爬行时的步态分析  27-37
  3.1 壁虎快速爬行时的步态分析  27-31
    3.1.1 壁虎步态周期分析  27-29
    3.1.2 壁虎各腿腿部角度分析  29-31
    3.1.3 腿部角度分析比较  31
  3.2 壁虎慢速爬行时的步态分析  31-37
    3.2.1 壁虎步态周期分析  32-33
    3.2.2 壁虎各腿腿部角度分析  33-36
    3.2.3 腿部角度变化分析  36-37
第四章 壁虎在垂直壁面上的步态分析  37-56
  4.1 快速向下爬行时的步态分析  37-41
    4.1.1 壁虎步态周期分析  37-39
    4.1.2 壁虎各腿腿部角度分析  39-41
    4.1.3 腿部角度变化分析  41
  4.2 慢速向下爬行时的步态分析  41-46
    4.2.1 壁虎步态周期分析  41-43
    4.2.2 壁虎各腿腿部角度分析  43-46
    4.2.3 腿部角度变化分析  46
  4.3 快速向上爬行时的步态分析  46-51
    4.3.1 壁虎步态周期分析  46-48
    4.3.2 壁虎各腿的腿部角度分析  48-50
    4.3.3 腿部角度分析比较  50-51
  4.4 慢速向上爬行时的步态分析  51-56
    4.4.1 壁虎步态周期分析  51-53
    4.4.2 壁虎各腿的腿部角度分析  53-55
    4.4.3 腿部角度分析比较  55-56
第五章 壁虎在天花板上的步态分析  56-66
  5.1 快速爬行时的步态分析  56-60
    5.1.1 壁虎步态周期分析  56-58
    5.1.2 壁虎各腿腿部角度分析  58-60
    5.1.3 腿部角度分析比较  60
  5.2 慢速爬行时的步态分析  60-66
    5.2.1 壁虎步态周期分析  61-63
    5.2.2 壁虎各腿腿部角度分析  63-65
    5.2.3 腿部角度分析比较  65-66
第六章 不同壁面步态的比较分析  66-72
  6.1 步态周期的比较分析  66-68
    6.1.1 地面爬行  66
    6.1.2 垂直壁面爬行  66-67
    6.1.3 天花板爬行  67-68
  6.2 各腿腿部角度的比较分析  68-72
    6.2.1 地面爬行  68
    6.2.2 垂直壁面爬行  68-69
    6.2.3 天花板爬行  69-72
第七章 总结与展望  72-73
  7.1 本文的主要工作  72
  7.2 课题展望  72-73
参考文献  73-75
致谢  75-76
在学期间的研究成果  76

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人
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