類人機(jī)器人上肢體的設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)仿真.pdf

1、類人機(jī)器人的研制涉及機(jī)械、電子、材料、控制等諸多學(xué)科,代表著一個(gè)國(guó)家的高科技發(fā)展水平,同時(shí)也是人類夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。自從20世紀(jì)90年代開始,類人機(jī)器人的研究已經(jīng)從單純模仿人類雙足行走發(fā)展到了全方位類人的階段。國(guó)內(nèi)對(duì)類人機(jī)器人的研究起步比較晚,尤其是對(duì)上肢體的研究工作更是剛剛開始。類人機(jī)器人上肢體主要包括腰部、頭部、手臂(包括手指)三大塊,自由度數(shù)遠(yuǎn)超出下肢,因此其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題也極為復(fù)雜。本文在分析總結(jié)國(guó)內(nèi)外類人機(jī)器人研究成果的基礎(chǔ)

2、上,對(duì)類人機(jī)器人上肢體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論研究和樣機(jī)仿真做了如下研究工作:首先,按照人類上肢體的尺寸比例及運(yùn)動(dòng)規(guī)律,根據(jù)設(shè)計(jì)要求和任務(wù)動(dòng)作要求,完成了上肢體的自由度配置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),同時(shí)給出電機(jī)及傳動(dòng)部件,慣性傳感器,電池組和控制系統(tǒng)的選型過程。用D-H方法建立6DOF手臂及上肢體整體的坐標(biāo)系,解決了手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆問題,推導(dǎo)了手臂的速度雅可比矩陣和動(dòng)力學(xué)方程的形式。給出上肢體的運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)分析方法,分析了類人機(jī)器人腰部對(duì)手臂工作空間的影響