基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的液壓驅(qū)動(dòng)四足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃與仿真.pdf

1、四足機(jī)器人作為足式機(jī)器人的一個(gè)重要分支，是當(dāng)前足式機(jī)器人的研究熱點(diǎn)。四足機(jī)器人可以通過選擇合適的落地點(diǎn)，既能以靜態(tài)步行方式實(shí)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的行走，又能以動(dòng)態(tài)步行方式實(shí)現(xiàn)高速行走，體現(xiàn)了四足機(jī)器人對(duì)地面的良好適應(yīng)性?；谶@一特點(diǎn)，四足機(jī)器人在野外作業(yè)、軍事應(yīng)用、科教娛樂等方面有很好的應(yīng)用前景，近年來成為機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。因此，開展該方面的研究具備廣闊的應(yīng)用前景和社會(huì)意義。
　　本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外四足機(jī)器人的研究進(jìn)展。然后論

2、述了足式機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論?；趯?duì)四足動(dòng)物的觀察以及國(guó)內(nèi)外四足機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究，介紹了四足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)特點(diǎn)。對(duì)機(jī)器人腿部關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行正向與逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，推導(dǎo)了機(jī)器人單腿處于擺動(dòng)相時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。針對(duì)液壓驅(qū)動(dòng)四足機(jī)器人傳動(dòng)關(guān)系復(fù)雜的特點(diǎn)，提出了一種在MSC.ADAMS中進(jìn)行步態(tài)規(guī)劃的方法，分別規(guī)劃了一組機(jī)器人能夠穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的對(duì)角步態(tài)和三角步態(tài)，在ADAMS中對(duì)機(jī)器人模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真和分析，驗(yàn)證了機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性和

3、步態(tài)規(guī)劃的可行性，為液壓缸型號(hào)選擇、發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇提供選型依據(jù)。
　　對(duì)機(jī)器人步態(tài)參數(shù)進(jìn)行研究，對(duì)組合擺線、偏置橢圓兩種不同足端軌跡進(jìn)行仿真研究，比較了不同足端軌跡下機(jī)器人動(dòng)力學(xué)特性的不同。改變步態(tài)周期T，邁腿幅度S0，分別進(jìn)行步態(tài)仿真，分析了步態(tài)參數(shù)對(duì)于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的影響，比較了機(jī)器人在不同步幅、不同周期下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性。建立了機(jī)器人的拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中的能量消耗進(jìn)行了分析，為優(yōu)化機(jī)器人整體運(yùn)動(dòng)能力和動(dòng)