仿牛步態(tài)四足機器人腿蹄及柔性關節(jié)的研究.pdf

1、四足機器人是一種典型的機器人，與輪式和履帶式機器人相比，具有更好的機動性和適應復雜地形的能力，其研究具有重要的科學意義和實際應用價值。為了實現(xiàn)在山地、泥地、沼澤等復雜揉面路面上作業(yè)及運輸物資的目的，本文對可應用于柔軟地面的仿牛步態(tài)機器人的腿蹄部分進行設計，以達到該型機器人能在柔軟地面持續(xù)穩(wěn)定行走的能力，并進行虛擬樣機的仿真分析。
　　首先，在分別對國內外各種重載機器人和四足機器人總結分析的基礎上，指出傳統(tǒng)典型四足機器人的腿部結構的

2、局限性，由此提出新型仿生腿部系統(tǒng)利于四足機器人在柔軟地面的行走。針對四足機器人的小跑運動、行走步態(tài)對模型進行簡化，并根據牛腿特點，得出腿部設計的數學模型。在此基礎上，對于四足機器人仿生牛腿和牛蹄進行了設計，并與傳統(tǒng)的牛蹄進行了對比。根據對牛在水田里行走的特點，本文對于牛的身體結構和運動形態(tài)進行了研究，并對于腿部結構和關節(jié)進行的分析。根據已有對于牛的腿部運動學的研究，分析牛運動過程中形成的簡化數學模型，為設計能在柔軟地面行走的四組機器人提

3、供相應的參考。并通過對仿生機器腿低模塊化分析和仿真，得到用較低復雜性的組件設計仿生機械腿的基礎，為我們簡化設計仿牛機械腿提供了思路和理論支撐。并根據牛的偶蹄特性，分析了牛蹄在柔軟地面環(huán)境下對于持續(xù)穩(wěn)定行走起到的作用，建立了仿生機器人腳掌與地面受力作用的模型，并分析受力作用過程中，法向應力、切向應力及扭矩的變化情況。
　　最后，利用ADAMS軟件和ABAQUS軟件建立了仿牛步態(tài)機器人在柔性地面的步態(tài)運動虛擬仿真模型，通過對于機械腿在