仿獵豹四足機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計與足端軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、面向奔跑的四足機器人研究成為近年四足機器人研究的熱點之一。剛性的四足機器人存在奔跑速度慢，運動穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性不足等缺點。對四足機器人進行腿結(jié)構(gòu)和脊椎的柔性設(shè)計可提高其運動性能。
　　本文仿生動物獵豹，對面向奔跑的四足機器人進行了柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計和足端軌跡規(guī)劃研究。主要內(nèi)容如下:
　　(1)基于對獵豹后腿骨骼-肌肉結(jié)構(gòu)特性的分析，設(shè)計了具有緩沖性能的腿結(jié)構(gòu)。通過對獵豹脊椎結(jié)構(gòu)和在奔跑時脊椎形態(tài)變化的分析，設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單并能夠?qū)?/p>

2、現(xiàn)上下彎曲的柔性脊椎結(jié)構(gòu)。設(shè)計了以液壓缸作為驅(qū)動機構(gòu)的仿獵豹四足機器人，該四足機器人具有緩沖腿結(jié)構(gòu)和柔性脊椎。
　　(2)對仿獵豹四足機器人進行了詳細的運動學分析和動力學分析，推導出了關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的表達式。根據(jù)液壓缸布置形式及與各構(gòu)件間的位置關(guān)系，求出了髖關(guān)節(jié)液壓缸和膝關(guān)節(jié)液壓缸長度與關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角之間的函數(shù)關(guān)系。
　　(3)基于對獵豹在奔跑時足端的運動軌跡存在回縮和后擺現(xiàn)象的分析，提出了兩種適合奔跑的足端軌跡:一是改進的橢圓足端軌跡