一類(lèi)欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃研究.pdf

1、欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是指控制輸入小于系統(tǒng)自由度的系統(tǒng)。由于驅(qū)動(dòng)器的減少，系統(tǒng)具有重量輕、成本低、能耗少等諸多優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的力學(xué)意義的描述是二階非完整系統(tǒng)，其非完整約束由二階微分方程表示，即指系統(tǒng)加速度的不可積性。已有前人證明過(guò)二階非完整系統(tǒng)是可控的。 RRRobot(Rock&Roll Robot)是仿生六足機(jī)器人RHex(Hexapod Robot)的簡(jiǎn)化模型。它的本體為半球體，在本體兩側(cè)有對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)短腿的機(jī)器人。本文討論

2、欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人RRRobot的動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題。為簡(jiǎn)化模型，僅考慮RRRobot只繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，即RRRobot的轉(zhuǎn)動(dòng)模型的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。首先，利用拉格朗日方程，建立RRRobot的轉(zhuǎn)動(dòng)模型的動(dòng)力學(xué)模型，導(dǎo)出RRRobot的轉(zhuǎn)動(dòng)模型的非完整約束方程并對(duì)其進(jìn)行降階約化。利用非完整約束的特性，通過(guò)控制機(jī)器人兩腿的速度輸入，可使機(jī)器人的本體和兩腿達(dá)到不同的位置，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)從一種初始位姿到另一種目標(biāo)位姿的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。然后，討論了兩腿的