基于氣動肌肉的仿青蛙跳躍機(jī)器人的設(shè)計和軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、仿青蛙跳躍機(jī)器人具有越障能力強(qiáng)、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)的特點。本文對上一代仿青蛙后腿進(jìn)行了改進(jìn)，采用氣動人工肌肉對仿青蛙機(jī)器人的前肢進(jìn)行了設(shè)計，并進(jìn)而完成了整機(jī)的設(shè)計。本文從運動學(xué)和動力學(xué)兩方面對所設(shè)計的機(jī)器人進(jìn)行了分析，并對其關(guān)節(jié)運動進(jìn)行了軌跡規(guī)劃。分別通過計算機(jī)仿真實驗和物理樣機(jī)實驗對機(jī)器人設(shè)計的可行性進(jìn)行了驗證。
　　本研究首先需要完成的是對第二代仿青蛙跳躍機(jī)器人后腿機(jī)構(gòu)的改進(jìn)優(yōu)化以及對機(jī)器人前肢和整機(jī)的設(shè)計。將第二代機(jī)器人的踝關(guān)節(jié)

2、氣動人工肌肉替換為更大的尺寸以滿足踝關(guān)節(jié)對力矩的需求。仍然選用氣動人工肌肉作為驅(qū)動器，完成對仿青蛙機(jī)器人前肢的設(shè)計。對后腿和前肢的相對位置進(jìn)行配置，進(jìn)而完成對機(jī)器人的整機(jī)設(shè)計。在分析機(jī)器人運動學(xué)、動力學(xué)的過程中，將機(jī)器人的運動過程依照其在不同階段的運動特點分為三個部分：地面運動階段、騰空運動階段以及著陸運動階段。對這三個階段分別進(jìn)行正運動學(xué)、逆運動學(xué)問題的求解。在動力學(xué)的分析后建立相應(yīng)的動力學(xué)方程。在完成對逆動力學(xué)問題求解后，可以對機(jī)器