仿人機器人下肢機構(gòu)設(shè)計與分析.pdf

1、仿人雙足機器人是近年來熱門的研究領(lǐng)域，它擁有與人類似的外表，具有適應(yīng)復(fù)雜地形和環(huán)境的靈活的行走方式。它能協(xié)助人類完成各種任務(wù)，并且能夠在危險環(huán)境中代替人類作業(yè)，應(yīng)用前景廣闊。因此，研究仿人機器人具有很高的學(xué)術(shù)價值和實際意義。這其中，液壓驅(qū)動仿人機器人是該領(lǐng)域中最前沿的課題，液壓驅(qū)動因此輸出功率密度大，更適合需要負重載的野外作業(yè)的機器人。本文就是基于液壓驅(qū)動仿人機器人的工程實際問題展開研究，完成仿人機器人下肢的結(jié)構(gòu)設(shè)計和樣機研制，還有與機

2、器人相關(guān)的運動學(xué)、動力學(xué)分析研究和運動學(xué)仿真。主要完成如下研究工作：
　　首先對人體下肢肢體運動機理進行分析，分析各個關(guān)節(jié)的運動功能。然后根據(jù)機器人的設(shè)計目的和功能，結(jié)合液壓驅(qū)動的方式，以及機器人的實際運動需要，仿生設(shè)計機器人的下肢各關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，使得各關(guān)節(jié)能夠滿足機器人的運動要求。
　　結(jié)合設(shè)計的機器人下肢結(jié)構(gòu)，完成關(guān)節(jié)的連桿結(jié)構(gòu)和并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)分析，得到液壓缸輸出和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的關(guān)系。并對踝關(guān)節(jié)的并聯(lián)機構(gòu)的運動進行液壓缸不同步

3、運動誤差和加工裝配誤差分析。綜合這些分析，指導(dǎo)關(guān)節(jié)機構(gòu)的尺寸設(shè)計。然后對整個機器人進行運動學(xué)建模，采用D-H參數(shù)法，建立機器人單腿支撐階段的全身的正運動學(xué)方程，并對單腿六自由度的運動學(xué)方程求逆解。然后簡要研究仿人機器人動力學(xué)分析簡化模型的方法。
　　完成機器人的行走步態(tài)規(guī)劃，并在ADAMS軟件中完成行走仿真。在仿真的基礎(chǔ)上，對處于危險狀態(tài)的機器人進行有限元分析，包括靜態(tài)支撐負載分析和模態(tài)分析，避免機器人運動時產(chǎn)生振動或者破壞。最后