輪式懸架移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、　　隨著科技發(fā)展和人類文明程度的提高，移動(dòng)機(jī)器人已逐漸融入人類社會(huì)。在廣義環(huán)境下，輪式是移動(dòng)機(jī)器人的主要行走方式。針對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人的研究，目前多數(shù)集中在對(duì)輪式移動(dòng)平臺(tái)所承載的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，專門針對(duì)輪式移動(dòng)平臺(tái)的研究較少，考慮引入懸架的輪式移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的研究更少。本文主要研究目標(biāo)是加入懸架系統(tǒng)后的輪式移動(dòng)平臺(tái)，針對(duì)輪式懸架移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及其動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究。本文主要?jiǎng)?chuàng)新性工作如下：
　　首先，本文針對(duì)輪式移動(dòng)平臺(tái)的研究現(xiàn)

2、狀進(jìn)行分析，提出并設(shè)計(jì)了一種適合輪式移動(dòng)平臺(tái)的懸架系統(tǒng)，建立了輪式懸架移動(dòng)平臺(tái)的三維實(shí)體模型。基于D-H法則對(duì)移動(dòng)平臺(tái)輪心進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，研究參考中心位姿與輪子中心位姿之間的變化關(guān)系；對(duì)移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行分析，包括其直線運(yùn)動(dòng)、順時(shí)針運(yùn)動(dòng)和逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，并列出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程。
　　其次，對(duì)非結(jié)構(gòu)路面進(jìn)行分析，在隨機(jī)激勵(lì)下建立路面模型。建立四分之一車懸架動(dòng)力學(xué)模型和相對(duì)較為真實(shí)的七自由度輪式懸架移動(dòng)平臺(tái)動(dòng)力學(xué)模型，并列出了模型詳細(xì)

3、的動(dòng)力學(xué)方程。之后，給出懸架系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
　　最后，本文針對(duì)輪式移動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型，使用Matlab/Simulink對(duì)移動(dòng)平臺(tái)各性能評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行仿真，包括對(duì)車身垂向加速度、懸架動(dòng)撓度、輪胎動(dòng)載荷、車身俯仰角及側(cè)傾角等變量進(jìn)行跟蹤。對(duì)比了懸架系統(tǒng)安裝前后，移動(dòng)平臺(tái)重要性能指標(biāo)的仿真曲線。仿真結(jié)果為輪式懸架移動(dòng)平臺(tái)在“非結(jié)構(gòu)環(huán)境”下選擇合適的懸架系統(tǒng)提供了幫助，對(duì)其在未知路面下行進(jìn)保持穩(wěn)定性有著重要的指導(dǎo)意義，也有助于評(píng)價(jià)