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1、傳統(tǒng)的輪式或履帶式移動(dòng)機(jī)器人比較適合在平坦路面上運(yùn)行,而在崎嶇的非平坦路面上步行機(jī)器人比輪式或履帶式機(jī)器人更有優(yōu)勢(shì)。由于四足機(jī)器人在穩(wěn)定性和承載能力上優(yōu)于雙足機(jī)器人,在結(jié)構(gòu)和控制上又比六足和八足步行機(jī)器人簡(jiǎn)單,因此四足機(jī)器人成為移動(dòng)機(jī)器研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。
本文主要研究了四足機(jī)器人典型步態(tài)產(chǎn)生方法,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了相關(guān)方法的正確性和可行性。研究?jī)?nèi)容概述如下。
(1)介紹了四足機(jī)器人的機(jī)構(gòu)特性,機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方式的表示方法
2、,采用D-H坐標(biāo)建立了四足機(jī)器人單腿運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,并完成了機(jī)器人腿部運(yùn)動(dòng)學(xué)的正解和逆解。
(2)介紹了四足機(jī)器人步態(tài)方法,穩(wěn)定裕度表示方法。設(shè)計(jì)了平面直線行走,平面轉(zhuǎn)彎,斜面爬行和臺(tái)階爬行等典型步態(tài)。針對(duì)平面直線行走,設(shè)計(jì)了機(jī)器人質(zhì)心速度均勻和非均勻兩種步態(tài),并對(duì)其運(yùn)動(dòng)特性和關(guān)節(jié)受力做了對(duì)比研究;針對(duì)平面轉(zhuǎn)彎步,提出了四足機(jī)器人定點(diǎn)轉(zhuǎn)彎步態(tài)方法,設(shè)計(jì)了左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)兩種步態(tài),并對(duì)兩種步態(tài)運(yùn)動(dòng)特性和單腿關(guān)節(jié)受力進(jìn)行了對(duì)比研究;針對(duì)機(jī)器
3、人斜坡爬行步態(tài),介紹斜坡爬行方法,斜坡爬行穩(wěn)定性計(jì)算方法以及斜坡爬行單腿最佳運(yùn)動(dòng)軌跡的選擇方法,并對(duì)機(jī)器人在5度,10度和15度三種不同坡度的斜坡面的行走進(jìn)行了仿真對(duì)比;在機(jī)器人臺(tái)階爬行小節(jié)中主要對(duì)各種臺(tái)階進(jìn)行分類,并對(duì)機(jī)器人上下臺(tái)階爬行進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真對(duì)比。
(3)設(shè)計(jì)了一種四足機(jī)器人原理樣機(jī)。完成了四足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。
(4)利用完成的四足機(jī)器人進(jìn)行了平面直行,平面轉(zhuǎn)彎,斜坡爬行和臺(tái)階爬
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