四足仿生爬行機器人研制.pdf

1、機器人技術(shù)日新月異，各種新型仿人機器人，仿生機器人不斷的被研制出來，其中足式機器人不同于傳統(tǒng)輪式和履帶式機器人的運動特點，因其獨特的運動特性依然是機器人研究領(lǐng)域的熱點。各國科學(xué)家都在不斷通過研究動物的行走特性來研制各種仿生足式步行機器人，其中四足機器人因結(jié)構(gòu)和控制相對簡單而成為一個理想的研究對象，并且在軍事、太空、災(zāi)害救助、工業(yè)應(yīng)用以及家庭娛樂等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。本課題是要研制一種能夠在足部搭載鉆頭的情況下，在具有較大傾斜角度的坡

2、面上進行攀爬的四足爬行機器人，并對其運動學(xué)及步態(tài)規(guī)劃進行研究。研究內(nèi)容包括：
　　（1）基于四足爬行動物的運動機理，設(shè)計一種新型的四足仿生結(jié)構(gòu)。該機器人腿部機構(gòu)在爬行過程中能夠始終保證足部與地面的垂直性，以防止出現(xiàn)鉆頭工作時發(fā)生打滑的現(xiàn)象。
　　（2）對該結(jié)構(gòu)構(gòu)型方式和自由度進行了分析，基于ADAMS運動學(xué)仿真軟件進行運動學(xué)仿真分析，根據(jù)不同的位姿求解出機器人各個關(guān)節(jié)的運動角度，對四足爬行機器人可以有效爬行的可行性進行了驗證

3、。
　?。?）以舵機作為關(guān)節(jié)作動器，基于Pro/Engineer進行零件設(shè)計與虛擬裝配，設(shè)計了尺寸比例合適的機器人樣機，并將虛擬樣機模型導(dǎo)入ADAMS運動學(xué)仿真環(huán)境，添加材料、驅(qū)動、接觸等相關(guān)參數(shù)進行運動學(xué)仿真驗證。
　　（4）對四足爬行機器人進行步態(tài)分析，并規(guī)劃出有效的爬行步態(tài)，將控制算法寫入AVR控制器再通過串口通信將運動控制信號實時傳遞給舵機驅(qū)動器對機器人進行運動控制。實現(xiàn)了四足爬行機器人的離線爬行。
　　本論文