仿鞭毛菌游动机器人设计与仿真探究

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仿鞭毛菌游动机器人设计与仿真探究
本文针对鞭毛菌游动的运动特性,设计了螺旋推进的小型仿生机器人,并进行了建模与分析。针对机器人机身结构,设计了机器人的外形,改变了机身形状,缩减了纵向尺寸的同时,能够在横向布置使机器人转向的机构,确定了机器人的总长和总体布局,选择了机器人的机身材料,对壳体进行了模态分析和外形减重优化,并对转向机构进行了静力学分析。
该机器人结构具有更少的驱动器和控制器,大大缩小了机器人的尺寸,且使用柔性联轴器提高了机器人的运动灵活性。本文采用了仿真优化的方法,对游动机器人驱动系统的尺寸参数进行了优化,采用抗力理论对机器人鞭毛尾驱动系统进行参数建模,并应用有限元法和遗传算法对螺旋驱动系统参数进行优化,探究了驱动尺寸参数中的螺距和螺旋半径对机器人运动性能的影响。

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关键词：机器人 遗传算法 总体布局 力学分析 控制器