基于ADAMS的四足機(jī)器人虛擬樣機(jī)仿真及剛?cè)狁詈戏治?pdf

1、相比于輪式機(jī)器人，足式機(jī)器人具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，能夠在不規(guī)則路面行走。相比于其它足式機(jī)器人，四足機(jī)器人具有較好的靜態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，步態(tài)與軌跡規(guī)劃更簡單。因而，四足機(jī)器人的研究一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。隨著研究的不斷推進(jìn)，四足機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，也將會(huì)從單一的軍事用途向民用科技領(lǐng)域轉(zhuǎn)化，民用領(lǐng)域的四足機(jī)器人將會(huì)具有更加廣闊的商業(yè)前景。本課題來源于中華人民共和國國家科技支撐計(jì)劃“高仿真智能機(jī)器人技術(shù)集成與恐龍主題展示應(yīng)用示范”項(xiàng)目，旨

2、在研究四足機(jī)器人的虛擬樣機(jī)仿真和剛?cè)狁詈戏治?，為今后大尺寸液壓?qū)動(dòng)四足機(jī)器人的研制提供有益的參考。
　　本文在四足機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，建立了基于ADAMS和ANSYS的剛體虛擬樣機(jī)模型和剛?cè)狁詈咸摂M樣機(jī)模型，通過虛擬樣機(jī)模型可以對四足機(jī)器人進(jìn)行剛體仿真分析和剛?cè)狁詈戏抡娣治觥?br>　　本文首先對四足機(jī)器人walk步態(tài)和trot步態(tài)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。根據(jù)穩(wěn)定裕度理論規(guī)劃了兩種walk步態(tài)，即間歇步態(tài)和協(xié)調(diào)步態(tài)

3、，并對這兩種步態(tài)進(jìn)行仿真比較，提出它們的不同特點(diǎn)和適用領(lǐng)域；根據(jù)彈簧負(fù)載倒立擺模型（Spring Loaded Inverted Pendulum，SLIP）提出了trot步態(tài)穩(wěn)定的條件，并對trot步態(tài)進(jìn)行了規(guī)劃。然后，利用現(xiàn)有的四足機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行walk步態(tài)行走實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了walk步態(tài)的穩(wěn)定性。
　　其次，根據(jù)零沖擊原則規(guī)劃了三條四足機(jī)器人的足端軌跡。對各條足端軌跡進(jìn)行虛擬樣機(jī)仿真分析，根據(jù)功率最優(yōu)原則，針對不同的步態(tài)選擇