理论教育 空间仿壁虎机器人姿态调控样机设计优化

空间仿壁虎机器人姿态调控样机设计优化

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5.24空间仿壁虎机器人模型结构该结构设计主要有四个部分:机身、尾部、腿部及足端结构设计。其作用主要是将空间仿壁虎机器人的四条腿连接在一起。图5.25尾部结构实物通过改变机器人尾巴的旋转速度,可以改变机身的角速度,从而验证了在微重力环境下空间仿壁虎机器人利用自身尾巴来实现姿态调整的可行性。实际仿壁虎机器人姿态调控样机如图5.26所示。

空间仿壁虎机器人姿态调控样机设计优化

按照空间仿壁虎机器人的设计要求,以及对壁虎的长期观测,仿生设计了空间仿壁虎机器人的模型,如图5.24所示。

图5.24 空间仿壁虎机器人模型结构

结构设计主要有四个部分:机身、尾部、腿部及足端结构设计。

1.机身设计

机身相当于壁虎的身体,其材料采用具有一定刚度铝合金。其作用主要是将空间仿壁虎机器人的四条腿连接在一起。(www.daowen.com)

2.尾部结构设计

在微重力环境下,空间仿壁虎机器人要想着陆黏附到目标表面,必须要求空间仿壁虎机器人具有自身姿态调整的功能。根据长期以来对生物壁虎运动方式的观测,发现壁虎能通过尾巴来调节自身的姿态。因此在空间仿壁虎机器人的尾部安装有一个直流电动机,通过直流电动机驱动一定的负载,根据角动量守恒定理,来调整自身的姿态,以保证着陆黏附前机器人平面和目标平面平行,为空间仿壁虎机器人着陆黏附做好准备。尾部的电动机采用微型130小马达,其工作电压范围为1~6 V,电压越高转速越快。在3 V时,其转速为17 000~18 000r/min。其实物如图5.25所示。

图5.25 尾部结构实物

通过改变机器人尾巴的旋转速度,可以改变机身的角速度,从而验证了在微重力环境下空间仿壁虎机器人利用自身尾巴来实现姿态调整的可行性。实际仿壁虎机器人姿态调控样机如图5.26所示。

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