机械5

理论分析与推导计算 1.单腿的分析 依据几何图形的封闭型条件，得出数学模型，根据数学模型，求出机构尺寸优化的目标函数。应用向量分析法，写出行走机构的足端轨迹的向量方程，并对该向量进行求导，得出足端的运动形式。这就有助于后来的MATLAB编程分析其运动。 2.四腿的组合 行走机构步态的选择和设计，以及转向方案的选择及确定。 3.行走机构设计 求解出该行走机构行走过程中重心的波动量。 4.利用SolidWorks里面的插件进行仿真运动并做出动画。 本文根据目前国内外行走机构的研究现状，提出一种四足行走机构的设计与动画模拟。按照预定的轨迹，设计单条腿，并建立单条腿机构的数学模型，编排程序利用该数学模型对腿机构进行优化，并在此基础上进行了运动特性分析，同时运用MATLAB对尺寸进行了校核，选择了一种步态，并对步态进行了分析，使得四条腿能够运作协调，带动机体行走；在此设计过程中，综合运用了Solid Works软件进行辅助设计，并对该行走机构进行了干涉检查和运动模拟。 关键词：行走机构，步态，动画仿真 目录 摘要Ⅰ ABSTRACTⅡ 第一章绪论1 1.1课题研究的意义1 1.2行走机构研究的历史与现状2 1.3研究行走机构的目的和方法4 1.4的主要研究内容4 第二章四足行走机构的研究5 2.1行走机构的分类5 2.2.1腿的配置形式5 2.2.2腿的步态分析6 2.3行走机构腿的设计9 2.3.1行走机构腿的机构分析10 2.4行走机构单条腿尺寸优化16 2.4.1数学模型16 2.4.2优化方法及结果18 2.4.3运动特征的分析18 2.5行走机构足端的轨迹和运动分析19 2.5.1行走机构足端的轨迹分析19 2.5.2行走机构足端的运动分析21 第三章行走机构设计23 3.1行走机构设计23 3.1.1机体设计23 3.1.2、传动系统设计24 3.1.3转向实现与控制26 3.2利用Solid Works进行行走机构辅助设计28 3.2.1基于Solid Works的行走机构图形绘制28 3.2.2干涉检查及运动模拟28 3.3行走机构稳定性研究29 第四章结论与建议30 4.1完成的主要内容30 4.2结论30 参考文献31 致谢33