兩棲多足機器人虛擬樣機技術研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學基金項目“兩棲仿生機械蟹基礎技術研究”，論文以建立一個對復雜地形高度適應、性能可靠、并具有兩棲環(huán)境下活動能力的微小型移動機器人平臺為目標，對機器人機械本體結構設計、運動學模型、動力學模型和虛擬樣機運動仿真技術開展研究。 首先，在分析國內外大量足式機器人相關技術研究的基礎上，總結前四型兩棲多足機器人機械結構存在的問題和缺陷，創(chuàng)新性設計了完全模塊化的第五型兩棲多足機器人。兩棲多足機器人通過復合式步行足增強作業(yè)

2、能力：通過足尖增加減震模塊減小機器人行走時地面對步行足的沖擊。其具有可翻轉行走特性，大大提高了機器人在兩棲環(huán)境下運行的適應能力。 根據(jù)兩棲多足機器人的運動特點，建立了兩棲多足機器人運動學模型。得到了機器人擺動步行足及站立步行足運動學正解和逆解、機器人運動速度及加速度的計算方法、關節(jié)角速度及角加速度的計算方法。 其次，為了對兩棲多足機器人進行進一步的基礎研究，建立了機器人動力學分析模型。得出了機器人擺動步行足、站立步行足動

3、力學方程以及機體動力學模型；得到了機器人水環(huán)境的力學分析模型、求解方程和加速反力計算方法；給出了步行足減震模塊彈簧的力學模型以及彈簧剛度的選取方法。 最后，利用虛擬樣機技術結合仿真軟件ADAMS建立了兩棲多足機器人虛擬模型，進行了大量仿真實驗。對兩棲多足機器人的單步行足作了運動學仿真實驗、足尖受法向力時的動力學仿真實驗和步長選擇對機器人動態(tài)性能影響實驗；對兩棲多足機器人整體做了橫向運動仿真實驗、空間零重力下的運動實驗以及行走實驗