正交位雙全向輪驅動球形機器人的機構分析與研究.pdf

1、球形機器人是一種具有球形外殼結構的新型移動機器人。與其它移動機器人相比，球形機器人因其獨特的優(yōu)點而可以廣泛地應用于不同的領域中。當前學術界對球形機器人的研究重點主要在新型驅動機構設計，運動學和動力學特性分析，以及運動控制等諸多方面。本文提出了一種正交位雙全向輪驅動球形機器人的新型驅動機構設計，并詳細設計了其機械結構和控制系統(tǒng)，完成了其運動特性的分析。
　　首先，本文對正交位雙全向輪驅動球形機器人的新型結構進行了分析，構建了數字化三

2、維實體模型，完成了本機器人的運動學和動力學特性分析研究?；谶\動學，和接觸力學原理，詳細構建了正交位雙向輪驅動球形機器人的運動模型，并對平面-球系統(tǒng)和驅動單元系統(tǒng)進行了理論分析，建立了驅動單元與球體運動位姿之間的關系?；趧恿W原理，采用牛頓-歐拉法建立了正交位雙全向輪驅動球形機器人的動力學模型，并通過龍格-庫塔法對此動力學模型進行了數值求解，獲得了驅動單元和球體的狀態(tài)變量的變化關系曲線。
　　其次，本文還對正交位雙全向輪驅動球形

3、機器人的運動方式進行了全面詳細的分析研究。將其直線運動分解為啟動、加速和勻速三個階段進行分析，降低了分析復雜性;使用微分法構造出勻速運動的數學模型，并通過迭代遞推的方法，獲得了球體和全向輪之間的速度變化關系曲線;詳細分析了正交位雙全向輪驅動球形機器人的轉向運動、爬坡運動、越障運動和跳躍運動的理論特性。
　　繼而，本文運用ADAMS軟件對正交位雙全向輪驅動球形機器人進行了數字化運動仿真模擬，驗證了正交位雙全向輪驅動球形機器人的運動理