仿人形机器人总体及腰腿部结构虚拟装配与运动仿真.docx

摘要：鉴于仿人形机器人与人类具有许多相似的特征，且具有更好的适应性，可以协助人类在一些复杂环境下完成作业，极大提高工作效率，因此成为国内外研究学者广泛关注的课题，此外，近年来，仿人形机器人在医疗、航天、军事等领域都得到了广泛应用。本课题借助三维设计软件Creo完成仿人形机器人手臂、肩膀、腰、腿等关节的设计，进行虚拟装配同时完成运动仿真。

首先对仿人形机器人运动进行分析建模，实现行走运动和手臂摆动至少需要具备9个自由度，包括肩、肘、腕、腰、膝、踝等关节。其次完成零部件的三维造型并进行虚拟装配及约束分析，保证可以实现后续的仿真运动。最后在Creo中完成运动仿真，该机器人采用伺服电机带动齿轮传动实现各连接处的运动，分析实现各部位目标运动需要抬起的高度，并计算出电机需要转动的角度和速度。

运动仿真结果表明，仿人形机器人的运动切实可行，为深入研究提供重要的理论支持。

关键词：仿人形机器人；虚拟装配；运动仿真

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1仿人形机器人概述-1

1.2国内外研究进展-2

1.3本课题研究内容-4

第二章 仿人形机器人零部件设计-6

2.1引言-6

2.2电机的选择-7

2.2轴类零件设计-7

2.3齿轮类零件设计-9

第三章 仿人形机器人的三维造型-12

3.1 Creo基本功能-12

3.1.1 Creo功能模块简介-12

3.1.2 Creo参数化设计-13

3.2 基于Creo的仿人形机器人三维造型-13

3.2.1 建模分析-13

3.2.2 建模方法-13

3.3 仿人形机器人虚拟装配-15

3.3.1 装配分析-15

3.3.2 装配方法与干涉检验-15

3.4 干涉分析-17

3.5 本章小结-18

第四章 仿人型机器人的运动仿真-19

4.1引言-19

4.2仿人形机器人各关节的运动设定-19

4.3轨迹曲线分析-21

第五章 总结-25

参考文献-26

致  谢-28