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类人型教学机器人的CAD设计


全文字数:20000字左右  原创时间:<=2022年

【内容摘要】

类人型教学机器人的CAD设计


摘要
机器人尤其是小型仿人机器人汇集了当今世界在机电、材料、计算机、传感器、控制技术等多个学科领域的尖端技术,而娱乐机器人不强调技术的先进性和复杂性,而是以给人们带来欢乐和享受为宗旨。本文试图在这两者之间找到一个结合点,开发一个结构简单、成本较低但是能够实现简单步行的小型仿人机器人玩具。
论文的第一部分首先简要地介绍了小型仿人机器人的概念、发展历程以及小型仿人机器人和娱乐机器人的情况,然后介绍了本研究项目的背景和目标。
论文的第二部分阐述了小型仿人机器人玩具的总体设计原则和目标,提出了机器人的总体结构,讨论了关节自由度的设置和驱动系统的配置问题及身体跟部分的比例分配。论文的第三部分根据结构特性建立了仿人机器人动力学数学模型,提出了建立虚拟样机模型的必要参数,包括运动学参数、质量特性参数、力学特性参数和外界参数等;并利用Pro/E建立了三维样机模型。采用拉格朗日动力学方程,辅以刚性积分算法以及稀疏矩阵技术来求解模型,同时获得了小型仿人机器人的行走速度。
最后根据虚拟样机仿真过程,可以获得大腿、小腿、大臂、小臂和U型架的约束条件以及受力状况,从而对大腿、小腿和大臂、小臂进行模态分析。通过以上各个步骤的工作,最终完成了小型仿人机器人的本体结构设计。

关键词  小型仿人机器人;本体结构;17个自由度

 

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