四足機器人運動學及動力學研究.pdf

1、四足機器人對工作環(huán)境的要求低，具有環(huán)境適應(yīng)性強、機動性好、運動穩(wěn)定性好和承載能力強等優(yōu)點。本文對四足機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動學模型與動力學模型進行了較為深入系統(tǒng)的研究，研究成果對于提高四足機器人的移動速度、穩(wěn)定性以及環(huán)境適應(yīng)性具有重要意義。
　　設(shè)計了整體擁有十六個主動自由度，四個被動自由度的四足機器人機構(gòu)模型，在對機器人工作空間分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了液壓驅(qū)動的單腿擁有三個主動自由度的四足機器人結(jié)構(gòu)。
　　通過定義坐標系及相關(guān)參

2、數(shù)建立了四足機器人機構(gòu)分析模型，采用齊次變換方法對機器人的支撐腿和擺動腿分別進行了正運動學與逆運動學分析，利用雅可比矩陣對機器人的擺動腿進行了速度分析與加速度分析。
　　針對四足機器人的對角小跑步態(tài)，利用虛擬腿代替機器人的對角雙腿，將四足機器人的對角小跑步態(tài)轉(zhuǎn)換為單足步態(tài)，使機器人各條腿之間的運動解耦。利用虛擬彈簧負載倒立擺模型中的彈性腿代替機器人的有質(zhì)量的關(guān)節(jié)型腿，通過分析擺動腿的運動對四足機器人動力學模型的影響，提出將飛行相時

3、擺動腿與機體之間的運動，以及著地相時擺動腿與機體、支撐腿之間的運動作解耦處理，得到了四足機器人飛行相與著地相的動力學簡化模型。根據(jù)四足機器人對角小跑的運動特點，通過運動等效替代，建立了混合機體模型，進一步簡化了機器人著地相時的動力學模型。依據(jù)四足機器人的動力學簡化模型，利用拉格朗日方程建立了四足機器人飛行相與著地相的動力學方程。
　　在Adams中建立了四足機器人的仿真模型，應(yīng)用四足機器人對角小跑步態(tài)的控制算法在 Matlab/S