吉林大学学报(工学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (6): 1857-1862.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506019
钱志辉1, 苗怀彬1, 任雷1,2, 任露泉1
QIAN Zhi-hui1, MIAO Huai-bin1, REN Lei1,2, REN Lu-quan1
摘要: 以陆地四足动物-德国牧羊犬的前肢为研究对象,采用光学三维运动捕捉技术测试分析多种步态下犬足-地冲击过程中其前肢各关节的运动学特征,研究其前肢关节对地面冲击作用进行调整和适应的规律。关节运动时序、运动幅度及变化范围表明:牧羊犬通过前肢的多关节屈曲协调运动缓冲地面反力作用,相比掌-指关节,犬前肢肩关节、肘关节、腕关节在触地缓冲阶段的作用较明显;犬前肢的缓冲是一种多关节的时空协调运动,肩关节、肘关节、腕关节发挥屈曲缓冲作用的时刻不同,腕关节要早于肩关节,肩关节早于肘关节;同时发现,随着地面冲击作用力的增大,牧羊犬前肢指骨的初始触地角度也随之增长,这种适应性调整可能有利于延长足-地作用时间,进而减小地反力作用强度。
中图分类号:
[1] 黄俊军,葛世荣,曹为. 多足步行机器人研究现状及展望[J]. 机床与液压,2008,36(5): 187-191. Huang Jun-jun, Ge Shi-rong, Cao Wei. Multi-feet walk robot research and its forecast[J]. Machine Tool and Hydraulics,2008,36(5): 187-191. [2] Miller D P. Multiple behaviour-controlled micro-robots for planetary surface-missions[C]∥Proceedings of the IEEE International Conference on Systems, Man and Cybemetics,USA,1990: 289-292. [3] Delcomyn F, Nehon M E.Awhitectures for a biomimetie hexapod robot[J]. Robotics and Autonomom Systems,2000,30(1):5-15. [4] Hirose S, Kato K. Study on quadruped walking robot in Tokyo institute of technology-future[C]∥IEEE International Conference on Robotics and Automation,San Francisco,2000:414-419. [5] 马建旭,马培荪,杨保忠,等. 四足步行机器人中一种新型腿结构缓冲特性[J]. 上海交通大学学报,1999,33(7): 847-850. Ma Jian-xu, Ma Pei-sun, Yang Bao-zhong,et al. Buffering of new walking mechanism in quadruped walking robot[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University,1999,33(7):847-850. [6] Zhang Z G, Fukuoka Y, Kimura H. Stable quadrupedal running based on a spring-loaded two-segment legged model[C]∥IEEE International Conference on Robotics & Automation, New Orieans,2004:2601-2606. [7] Papadopoulos D, Buehler M. Stable running in a quadruped robot with compliant legs[C]∥IEEE International Conference on Robotics And Automation, San Francisco, 2000:444-449. [8] Mennitto G, Bueheler M. CARL: a complaint articulated robot leg for dynamic locomotion[J]. Robotics and Autonomous Systems,1996,18(3):337-344. [9] Marhefka D W, Orin D E. Intelligent control of quadruped gallops[J]. IEEE/ASME Transaction on Mechatronics,2003,8(4):446-456. [10] Marghitu D B, Nalluri P. Nonlinear dynamic stability of normal and arthritic greyhounds[J]. Nonlinear Dynamics,1997,12(3):237-250. [11] Abourachid A. A new way of analyzing symmetrical and asymmetrical gaits in quadrupeds[J]. C R Biologies,2003,326(7): 625-630. [12] Chi K J. Functional implications of the mechanical inhomogeneity in mammalian paw pads[J]. Integrative and Comparative Biology,2003,43(6):827. [13] 田为军,丛茜,金敬福. 德国牧羊犬的关节角及其地反力[J]. 吉林大学学报:工学版,2009,39(增刊1):227-231. Tian Wei-jun, Cong Qian, Jin Jing-fu. Joint angles and ground reaction force of German shepherd dog[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2009,39(Sup.1):227-231. [14] 钱志辉,苗怀彬,商震,等. 基于多种步态的德国牧羊犬足-地接触分析[J]. 吉林大学学报:工学版,2014,44(6):1692-1697. Qian Zhi-hui, Miao Huai-bin, Shang Zhen, et al. The foot-ground contact analysis of German shepherd dog based on normal walking, trotting and jumping gait[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition),2014,44(6):1692-1697. |
[1] | 熙鹏,丛茜,王庆波,郭华曦. 仿生条纹形磨辊磨损试验及耐磨机理分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1787-1792. |
[2] | 郭昊添,徐涛,梁逍,于征磊,刘欢,马龙. 仿鲨鳃扰流结构的过渡段换热表面优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1793-1798. |
[3] | 田为军, 王骥月, 李明, 张兴旺, 张勇, 丛茜. 面向水上机器人的水黾运动观测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 812-820. |
[4] | 陈吉清, 杜天亚, 兰凤崇. 钝性碰撞中人体肝脏生物力学响应数值分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 398-406. |
[5] | 钱志辉, 周亮, 任雷, 任露泉. 具有仿生距下关节和跖趾关节的完全被动步行机[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 205-211. |
[6] | 田丽梅, 王养俊, 李子源, 商延赓. 仿生功能表面内流减阻测试系统的研制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1179-1184. |
[7] | 陈东辉, 刘伟, 吕建华, 常志勇, 吴婷, 慕海锋. 基于虾夷扇贝体表结构的玉米茬根捡拾器仿生设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1185-1193. |
[8] | 王颖, 李建桥, 张广权, 黄晗, 邹猛. 基于多种介质的仿生步行足力学特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 546-551. |
[9] | 王力玉, 陈岚, 郝晓冉, 王强, 倪茂. 基于生命值敏感的闪存数据库缓冲区替换算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 632-638. |
[10] | 高继东, 曾必强, 彭伟. 电动自行车与轿车碰撞中骑车人的伤害特征[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1786-1791. |
[11] | 葛长江, 叶辉, 胡兴军, 于征磊. 鸮翼后缘噪声的预测及控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1981-1986. |
[12] | 李梦, 苏义脑, 孙友宏, 高科. 高胎体仿生异型齿孕镶金刚石钻头[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1540-1545. |
[13] | 梁云虹, 任露泉. 自然生境及其仿生学初探[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1746-1756. |
[14] | 梁云虹, 任露泉. 人类生活及其仿生学初探[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(4): 1373-1384. |
[15] | 邹猛, 于用军, 张荣荣, 魏灿刚, 王会霞. 仿牛角结构薄壁管吸能特性仿真分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(6): 1863-1868. |
|