基于多剛體系統(tǒng)傳遞矩陣法的救援機器人動力學建模與規(guī)劃.pdf

1、隨著救援機器人技術的發(fā)展與應用，其運動靈活性及智能化等方面的研究受到越來越多的重視。其中動力學模型的建立對于機器人的各種性能有著重要的影響，本文采用多體系統(tǒng)離散時間傳遞矩陣方法進行動力學建模。具體內容包括以下幾個方面，結合實際災難環(huán)境，初步設計一款營救機器人結構模型，對其進行動力學建模、數(shù)值仿真分析及軌跡規(guī)劃等方面的研究。
　　首先對救援機器人的功能進行分析，提出救援機器人的設計思路，即輔助救援人員將傷者帶出災難現(xiàn)場。結構模型包括

2、以下幾個主要方面：可以容納傷員的艙體結構，利用傳送帶將傷者運到艙體內的轉運結構，可以識別受傷者等功能的機械臂結構；底盤包括行走機構，傳動方案及驅動電機等的選擇；最后進行布局及確定整體的三維模型。
　　采用多體系統(tǒng)離散時間傳遞矩陣法建立空間運動救援機器人的動力學方程，從多剛體系統(tǒng)動力學的角度，利用離散時間傳遞矩陣法，結合線性紐馬克-β積分法和非線性函數(shù)，建立救援機器人的移動車體與機械臂整體的運動學與動力學統(tǒng)一模型。
　　結合所

3、設計的救援機器人，提取其基本參數(shù)。根據(jù)運動情況，討論邊界條件，并用MATLAB軟件進行數(shù)值仿真研究，得到救援機器人在運動過程中各個關節(jié)位移、旋轉角度、內力與力矩的曲線圖，最后對機器人的運動進行力學特性分析。為驗證傳遞矩陣法模型的正確性，應用D-H坐標法得到運動學模型的曲線，對其位移曲線進行比較，結果表明傳遞矩陣法所得結果正確。
　　最后分析災害現(xiàn)場的環(huán)境與救援任務，將任務進行劃分，得到子任務。采用關節(jié)空間過路徑點的三次多項式插值法