雙擺幅全向運動球形移動機(jī)器人的研究.pdf

1、伴隨著人類對探索未知領(lǐng)域的不斷拓展以及過程的持續(xù)加深，在某些惡劣環(huán)境中，我們周圍通常見到的輪式、履帶式和足式機(jī)器人很難發(fā)揮作用。具備球形外殼且運動靈活的球形機(jī)器人可以在某些無需人工干預(yù)的惡劣環(huán)境(如外星球、野外等)下發(fā)揮其作用。球形機(jī)器人作為一種新穎的機(jī)器人，應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，例如工業(yè)、民用、國防和空間探測等領(lǐng)域。
　　本文總結(jié)當(dāng)前球形機(jī)器人研究現(xiàn)狀，研究了一種新型球形機(jī)器人—雙擺幅全向運動球形移動機(jī)器人的研究課題。本論文主要研究

2、工作如下：
　　首先，在分析球形機(jī)器人和傳統(tǒng)的輪式、履帶式和足式機(jī)器人優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，闡述了本課題的來源和研究意義，并對國內(nèi)外球形機(jī)器人的現(xiàn)狀及運動學(xué)和動力學(xué)研究概況進(jìn)行分析，概括說明了本文所要研究的主要內(nèi)容。
　　其次，通過對雙擺幅全向運動球形移動機(jī)器人原理的分析，確定了設(shè)計目標(biāo)，綜合兩種常見的內(nèi)驅(qū)動形式，確定了雙擺幅全向運動球形移動機(jī)器人的設(shè)計方案、實施方案和初步控制方案。再此基礎(chǔ)上分析了機(jī)器人運動原理，并通過Inven

3、tor對機(jī)器人進(jìn)行了總體的設(shè)計工作。
　　再次，對雙擺幅全向運動球形移動機(jī)器人運動學(xué)和動力學(xué)分析。分析其運動特性，然后，建立了機(jī)器人的運動模型及動力學(xué)模型，并討論了非完整系統(tǒng)動力學(xué)建模的主要方法。應(yīng)用MATLAB/Simulink分析機(jī)器人的動力學(xué)方程，用ADAMS/View聯(lián)合仿真，驗證方程是正確的。虛擬樣機(jī)分析，在介紹機(jī)器人仿真原理的基礎(chǔ)上，在ADAMS/View中分別建模，進(jìn)行動力學(xué)運動仿真，從仿真結(jié)果看出對它的直線、轉(zhuǎn)彎、