仿袋鼠跳躍機器人機構逆動力學及仿真研究.pdf

1、隨著機器人應用范圍的日益廣泛，機器人面臨的工作環(huán)境也越來越復雜，這就要求機器人必須具有較強的地形適應和自主運動能力。袋鼠跳躍具有奔跑速度快、能耗少、對地面環(huán)境要求低、運動平穩(wěn)等特點，特別適合于在復雜、惡劣的環(huán)境中活動，因此仿袋鼠跳躍機器人必將在星際探索、軍事偵察等領域有著廣闊的應用前景。本文以研究符合袋鼠跳躍運動特征的機器人機構為目的，通過建立仿袋鼠機器人機構模型，進行仿袋鼠跳躍機器人機構動力學研究，揭示袋鼠的跳躍運動機理，為真正實現(xiàn)仿

2、袋鼠跳躍機器人的設計和運動控制奠定了理論基礎。 本文首先在大量查閱和分析國內外有關袋鼠和仿袋鼠機器人研究文獻資料的基礎上，結合已有的彈跳機器人和仿生機器人的研究方法，確立了本論文建立動力學模型的理論基礎。 其次，根據(jù)袋鼠的跳躍運動特點和肢體結構特征抽象出了仿袋鼠機器人四剛體系統(tǒng)，并分別按著地與騰空兩階段進行了動力學建模與分析研究。著地階段以趾關節(jié)與地面接觸點為基點，建立相應機器人機構及其坐標系，給出機器人的有向系統(tǒng)圖，導

3、出了其增廣矢量、各剛體的角速度、速度、以及動力學方程的各系數(shù)矩陣表達式，從而建立了仿袋鼠機器人著地階段的動力學方程。騰空階段把袋鼠抽象為無根樹型四剛體系統(tǒng)。以軀干質心為基點建立了機器人連體坐標系，建立了機器人騰空階段的運動方程。利用動量矩定理重點分析研究了袋鼠騰空后腿部的姿態(tài)變化對軀干運動的影響。在建?；A上，結合實際算例，利用Matlab分別仿真計算了袋鼠機器人著地和騰空階段的運動學和動力學參數(shù)隨時間的變化曲線。分析結果表明所得規(guī)律與