蛇形机器人水下3D运动建模与仿真 |
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引用本文: | 李立,王明辉,李斌,吕艳辉,郭宪.蛇形机器人水下3D运动建模与仿真[J].机器人,2015(3):336-342. |
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作者姓名: | 李立 王明辉 李斌 吕艳辉 郭宪 |
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作者单位: | 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室;中国科学院大学;沈阳理工大学信息科学与工程学院 |
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摘 要: | 由于蛇形机器人具有多关节、超冗余自由度的特点,以及水环境高度复杂非线性化,使得蛇形机器人的水下3维步态难以通过实验进行验证、分析及优化针对这些问题,根据蛇形机器人样机"探查者Ⅲ",搭建了水下运动的仿真分析系统.首先,分析了蛇形机器人水下运动时不同姿态下的水静力,计算了机器人受到的附加质量力和黏滞阻力的线性项和非线性项,并研究了流体力矩对水下运动的影响.然后,基于Morison方程建立了机器人与水交互的力学模型.最后,在仿真分析系统中对逐节下潜步态进行仿真,分析机器人的运动性能,并进行相应的实验.通过前进速度、下潜速度、运动趋势的对比表明:该力学模型能比较准确地模拟机器人与水环境的交互作用,仿真分析系统能用来验证和分析蛇形机器人的水下3维运动步态.
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关 键 词: | 水下蛇形机器人 力学模型 水动力 仿真分析 |
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