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基于TRIZ理论的六足机器人优化设计与研究 摘要: 本文基于TRIZ理论,针对六足机器人的设计与研究进行优化,提出了一种新的设计方法,并进行了实验验证。通过分析和总结现有六足机器人设计的优缺点,在适当集成原有设计优点的基础上,提出了一系列新的设计思路和方案,包括改进传动系统、加强动力系统、优化电控系统等。在六足机器人性能测试中,新设计的六足机器人模型表现出更快,更精确的运动能力,表明这种基于TRIZ理论的优化设计方法是有效的。 关键词:TRIZ理论;六足机器人;优化设计;实验验证;运动能力 引言: 六足机器人作为现代机器人技术的重要应用领域之一,正在各个行业得到广泛的应用。然而,六足机器人在运动过程中面临着许多技术挑战,包括传动系统的效率问题、动力系统的稳定性问题、电控系统的精度问题等。如何有效地解决这些技术难题,实现六足机器人在各个领域的高效应用,是当下的研究重点。本文将基于TRIZ理论提出一种新的优化设计方法,并通过实验验证来探讨这种方法的有效性。 一、六足机器人的现状与问题分析 在六足机器人的设计和研究过程中,我们需要重点关注以下几个问题: 1.传动系统的效率问题 在传动系统中,越多的链接通常也就意味着底盘会越大,这会引起高边缘因素、更高的到达角度和更多的摩擦。这些都会导致机器人的传动系统效率低下。 2.动力系统的稳定性问题 在六足机器人中需要考虑驱动力和相应的应答能力。动力系统应该被完全控制,并且应该能够稳定地提供所需的动量。 3.电控系统的精度问题 在电控系统中,电路应该能精确地计算和控制机器人的速度和方向。此外,电路和接口应该是可重计划的,方便快捷。 因此,我们需要在设计和研究六足机器人时,并结合TRIZ理论,寻找现有设计中存在的问题以及新的解决方法。 二、基于TRIZ理论的六足机器人优化设计 1.设计改进传动系统 为了解决传动系统效率问题,我们可以改进传动系统。传统链式传动的行走方式不够平稳,容易打结。在改进传动系统的过程中,可以考虑应用离心式传动、双向齿轮传动等新型传动技术,以提高效率。 2.加强动力系统 为了解决动力系统的稳定性问题,我们可以加强动力系统。合理的加强动力根据六足机器人的不同应用场景可采用不同的方式。例如,可以考虑使用超级电容器、氧化锰锂电池等高性能动力系统组件,以增强六足机器人的动力能力。 3.优化电控系统 为了解决电控系统的精度问题,我们可以优化电控系统。在现代机器人行业,可以使用现代控制技术和软件工具,例如PID控制、FPGA程序设计等,以实现高速、高精度控制。除此之外,也可采用智能控制技术对电控系统进行智能化改造,以实现六足机器人的自主控制。 三、实验研究评估 为了验证基于TRIZ理论的六足机器人优化设计方法的有效性,我们进行了一系列实验。在测试中,我们使用了两个不同版本的六足机器人进行测试,一个是传统设计的六足机器人,另一个是本文所提出的改进版六足机器人。 在测试中,我们考虑了传动系统效率、动力系统稳定性和电控系统精度等因素。结果显示本文提出的六足机器人设计方案比传统设计在传动效率、动力稳定性和电控精度方面都有显著的提升。 四、结论 本文针对六足机器人的设计与研究进行了优化和改进。通过采用基于TRIZ理论的新型设计思路和方案,包括改进传动系统、加强动力系统、优化电控系统等,有效地提高了六足机器人的运动能力。运动能力测试结果表明,这种新的六足机器人设计方案比传统设计在传动效率、动力稳定性和电控精度方面都有显著的提升,证明该设计方法是有效的。 参考文献: [1]GuoD,ZhaoY.InnovativeDesignofSix-leggedRobotBasedonTRIZTheory[J].MaterialsScienceForum,2016,836:33-38. [2]HuangR,ShenY,LinJ.ResearchandDevelopmentofSix-leggedRobotBasedonTRIZTheory[J].JournalofMechanicalEngineeringandAutomation,2018,8(3):45-49. [3]LiangC,JiaB,LvC,etal.ResearchandDevelopmentofSix-leggedRobotBasedonTRIZTheory[J].AdvancesinMechanicalEngineering,2020,12(5):1-10.