六足機器人控制系統(tǒng)設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著社會的不斷發(fā)展,結構化環(huán)境下的定向工作已經(jīng)不能滿足社會的需要,非結構環(huán)境下的自主工作成為了機器人研究領域的新方向。多足機器人在非結構環(huán)境中,仍然可以找到最佳立足點,良好的穩(wěn)定性和機動性也使其成為了當今機器人研究領域的重點。本課題圍繞一款仿蜘蛛型六足機器人進行研究,建立了它的運動學模型,設計了基于藍牙技術的控制系統(tǒng),分析了六足機器人的靜態(tài)穩(wěn)定性,并在此基礎上在MATLAB環(huán)境中進行了基于逆運動學的位姿控制。
  首先,建立了六足

2、機器人的運動學模型,從擺動腿串聯(lián)機構和支撐腿并聯(lián)機構分別推導出正、逆運動學方程,同時分析了足端點線速度與關節(jié)旋轉角速度之間的雅克比矩陣,并利用仿真實驗驗證了所求方程的正確性。
  其次,基于藍牙技術設計了六足機器人智能化控制系統(tǒng),通過硬件基礎、通信系統(tǒng)和軟件編輯三個方面設計,實現(xiàn)了手機與六足機器人之間的無線通訊。以手機作為控制系統(tǒng)的命令發(fā)送端,便可以控制六足機器人以多種步態(tài)完成前進、轉彎和后退等運動。
  再次,在運動學模型

3、基礎上,分別推導了機器人機身旋轉角度與支撐腿關節(jié)旋轉角度以及機體步長與支撐腿關節(jié)旋轉角度之間的逆運動學關系,然后分析了其靜態(tài)穩(wěn)定性,并在機體保持穩(wěn)定的前提下,用兩種方法求得最大步長,為六足機器人的位姿控制奠定了理論基礎。
  最后,利用MATLAB對六足機器人進行位姿控制。根據(jù)目標地點的坐標,選擇合適的步長或旋轉角度,MATLAB計算出對應的舵機旋轉角度,并以串口通訊的方式將控制程序發(fā)送給Arduino舵機驅動板,進而帶動舵機旋轉

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