基于ADAMS的自由式滑雪機(jī)器人運(yùn)動仿真研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)、國民經(jīng)濟(jì)和人民生活之中。在各種形式的機(jī)器人當(dāng)中，仿人機(jī)器人是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、集成度最高的一類機(jī)器人，代表了機(jī)器人的尖端技術(shù)，是機(jī)器人研究領(lǐng)域的前沿，開展仿人機(jī)器人的研究具有非常重要的意義。本課題完成了自由式滑雪機(jī)器人模型的建立，進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)分析研究、軌跡規(guī)劃研究，運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)對自由式滑雪機(jī)器人在助滑階段進(jìn)行運(yùn)動仿真，旨在為體育事業(yè)做出貢獻(xiàn)。本課題主要工作如下：
　　

2、一是根據(jù)自由式滑雪運(yùn)動員身體結(jié)構(gòu)的特征與人體骨骼和肌肉的運(yùn)動機(jī)理分析，采用模塊化、仿生學(xué)、實(shí)驗(yàn)法、有限元法的設(shè)計(jì)方法，開展自由式滑雪機(jī)器人的本體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。針對各個(gè)關(guān)節(jié)和部位的功能要求，給出了包括下肢、軀干、上肢、頭的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法。
　　二是以自由式滑雪機(jī)器人CAD模型為實(shí)驗(yàn)平臺，對自由式滑雪機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，完成自由式滑雪機(jī)器人正運(yùn)動學(xué)方程和逆運(yùn)動學(xué)方程的推導(dǎo)。在運(yùn)動學(xué)建模的基礎(chǔ)上，對自由式滑雪機(jī)器人進(jìn)行動力學(xué)分析，

3、建立了自由式滑雪機(jī)器人的雅可比矩陣，應(yīng)用Lagrange方法完成了自由式滑雪機(jī)器人動力學(xué)模型。
　　三是根據(jù)自由式滑雪機(jī)器人現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，采用基于仿生學(xué)的步態(tài)規(guī)劃方法對自由式滑雪機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動規(guī)劃，利用三次樣條插值算法完成自由式滑雪機(jī)器人髖、膝、肩、肘關(guān)節(jié)軌跡規(guī)劃，并選擇ZMP穩(wěn)定性判據(jù)作為自由式滑雪機(jī)器人穩(wěn)定運(yùn)動的依據(jù)。
　　四是在ADAMS中，建立自由式滑雪機(jī)器人虛擬樣機(jī)模型，將機(jī)器人各關(guān)節(jié)軌跡規(guī)劃