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形状记忆合金驱动的仿壁虎机器人的研制
资料介绍
壁虎经过十亿年以上的进化，形成的高效、高机动的攀爬能力与传统机电式的爬壁机器人有着鲜明的对比，传统机电式驱动器的低功重比无法满足微小型仿壁虎爬壁机器人的驱动要求。采用智能材料作为驱动器已经成为仿生机器人领域的一大热点，形状记忆合金就是一种新型驱动材料。形状记忆合金驱动器具有体积小、驱动功/重比大、无污染和噪音等特点。本文利用形状记忆合金设计了驱动器，并用来驱动仿壁虎爬壁机器。该机器人具有结构简单，外形尺寸小，重量轻等特点。 本文首先介绍了形状记忆合金驱动的爬壁机器人的研究现状，进而阐述了本文的研究意义和内容。接下来我们介绍了形状记忆效应、形状记忆合金驱动器的种类，并选择了合适的形状记忆合金驱动器的结构形式；选用了一种形状记忆合金相变过程中的热力学方程，分析了各种不同形状记忆合金驱动器的驱动力、驱动位移随时间的变化关系，并用实验证明了方程能在一定程度上较好的与实验结果吻合；提出了利用推挽式形状记忆合金驱动器以驱动机器人的足部和前后肢。 随后，我们对自然界壁虎的身体结构进行提取简化，设计出了机器人的本体结构；接着，我们分析了机器人运动时的平衡问题；选择了合适的机器人躯体材料，并设计了驱动器的安装方法。 最后，我们对机器人进行了步态规划，并设计了控制机器人运动的硬件系统和软件系统。硬件控制系统是以PIC16F877A单片机为控制核心，设计了基本的外围电路和驱动器的加热控制电路；按照我们要求的运动方式，编写了控制软件。我们对机器人的地面爬行运动进行实验。实验表明机器人能够实现地面行走，形状记忆合金的驱动力能够满足设计要求，但是机器人的爬行速度很慢，越障能力很弱。
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| 1582771868形状记忆合金驱动的仿壁虎机器人的研制.pdf | 5M |
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