四足机器人机构及其控制系统的设计开题报告
2024-06-03 22:33:19
1. 本选题研究的目的及意义
四足机器人作为机器人领域的一个重要分支,近年来受到越来越广泛的关注。
相比于传统的轮式和履带式机器人,四足机器人具有更强的环境适应能力和更灵活的运动性能,能够在复杂地形、灾难救援、军事侦察等领域发挥重要作用。
本课题以研制高性能、低成本的四足机器人为目标,对机器人的机构设计、运动控制、感知与决策等方面进行深入研究,具有重要的理论意义和实际应用价值。
2. 本选题国内外研究状况综述
四足机器人作为仿生机器人的重要分支,其研究近年来取得了显著进展。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本课题主要研究内容包括以下几个方面:1.四足机器人机构设计:-分析四足机器人的运动需求和设计约束,确定机器人的自由度和尺寸参数。
-设计机器人的腿部机构,包括关节类型、连杆长度、传动方式等,并进行运动学分析,确保机器人具有足够的运动空间和灵活性。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、仿真建模、实验验证相结合的研究方法,具体步骤如下:1.文献调研:查阅国内外相关文献,了解四足机器人的研究现状、发展趋势以及关键技术,为本课题的研究提供理论基础。
2.需求分析与方案设计:根据应用场景和设计目标,确定四足机器人的功能需求和性能指标,并进行总体方案设计,包括机械结构设计、控制系统架构设计等。
3.机械结构设计与分析:基于solidworks等三维建模软件进行机器人的机械结构设计,并利用有限元分析软件对关键零部件进行强度和刚度分析,优化设计方案,确保机器人具有良好的机械性能。
5. 研究的创新点
本课题致力于在四足机器人领域进行深入研究,预期取得以下创新成果:1.高性能、低成本的机械结构设计:通过优化腿部机构设计、材料选择和加工工艺,在保证机器人运动性能的前提下,降低制造成本,提高机器人的性价比。
2.基于模型预测控制的运动控制算法:针对四足机器人非线性、强耦合的动力学特性,研究基于模型预测控制的运动控制算法,提高机器人的运动速度、稳定性和环境适应能力。
3.基于多传感器融合的环境感知系统:集成多种传感器,例如视觉传感器、激光雷达、惯性传感器等,开发多传感器融合算法,提高机器人的环境感知能力,为机器人的自主导航和避障提供可靠的信息支持。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 魏巍, 赵杰, 马培荪. 液压驱动四足机器人腿部机构设计与分析[j]. 机械设计与制造, 2022(10): 191-195.
[2] 张秀峰, 杜宇轩, 周波, 等. 四足机器人静步行控制方法研究综述[j]. 机械工程学报, 2022, 58(15): 1-15.
[3] 李洋, 赵江, 王军政, 等. 液压驱动四足机器人技术研究现状与关键技术分析[j]. 液压与气动, 2022(3): 1-10.