足球機器人機構設計及特性研究.pdf

1、本文通過對四輪驅動足球機器人機構進行設計及動力學仿真分析，得出影響足球機器人機構動態(tài)特性的各種因素，著重對機器人系統(tǒng)的慣性進行了分析，從理論上導出了減小機器人慣性的一般方法，從而進一步提高機器人啟動、停車的靈活性和機器人響應速度。 首先，本文建立了足球機器人四輪全向驅動機構運動學和動力學模型。通過對機器人驅動機構運動學和動力學分析，以及對其控制模型進行合理簡化，提出了足球機器人的運動控制方法，可以同時對機器人位置和速度控制，并且

2、控制時間最優(yōu)。另外，對四輪全向機器人特有的驅動輪機構和驅動輪布置方式進行設計及受力分析，研究表明驅動輪質量、車體質量、驅動輪半徑、減速比等要在適當范圍取值，不僅方便小車啟、停迅速，而且有效防止打滑現象。 其次，通過理論分析計算得出帶球機構帶球棍的最低轉速、帶球棍與小球摩擦系數的選擇范圍以及理論最佳觸球點的位置和角度，使帶球機構能夠平穩(wěn)的帶球運行，丟球次數明顯減少，并在足球機器人比賽實踐中取得很好的表現。 再次，本文對足球

3、機器人擊球、挑球機構的設計方案進行比較，優(yōu)選了一種電磁擊球、挑球機構設計方案。重點對電磁鐵進行了定量設計計算，由計算分析和試驗可知，輔助銜鐵具有不可取代的作用。在磁鐵間隙不為零之前是啟動和加快擊球、挑球速度強有力的補充。當磁鐵間隙為零以后可以減緩移動銜鐵的速度，以防撞壞部件和機器人振動。通過動力學分析得到了電磁擊球、挑球機構的最佳擊球、挑球點位置，使機器人擊球、挑球能力有了很大提高。 最后，本文基于ADAMS虛擬樣機技術對足球機