六足機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真研究.pdf

1、足式機(jī)器人在復(fù)雜地形環(huán)境中的自主行走相關(guān)技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。自然界中六足生物具有巧妙的生理結(jié)構(gòu)和靈活的運(yùn)動(dòng)能力，使其能從容地應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜地形環(huán)境。因此，針對(duì)六足機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，結(jié)合六足生物典型生理結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行其行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略研究。本文主要研究?jī)?nèi)容有：
　　(1)六足機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。在對(duì)六足生物的典型生理結(jié)構(gòu)特征參數(shù)量化分析基礎(chǔ)上，進(jìn)行了六足機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，以機(jī)器人運(yùn)動(dòng)靈活性為優(yōu)化目標(biāo)

2、對(duì)行走機(jī)構(gòu)特征參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，確定了六足機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的較優(yōu)幾何參數(shù)。最后，以較優(yōu)行走機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)進(jìn)行了行走機(jī)構(gòu)關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度分析。
　　(2)行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析?；?D-H參數(shù)方法構(gòu)建了六足機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，以運(yùn)動(dòng)學(xué)模型為基礎(chǔ)推導(dǎo)了其擺動(dòng)相和支撐相的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；基于拉格朗日方法構(gòu)建了行走機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，以動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ)推導(dǎo)了其擺動(dòng)相和支撐相的動(dòng)力學(xué)方程。
　　(3)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略分析。針對(duì)行走機(jī)構(gòu)的

3、足端軌跡規(guī)劃、步態(tài)規(guī)劃和步態(tài)穩(wěn)定性三個(gè)典型問(wèn)題，開展其運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略分析。采用多項(xiàng)式插值方法建立了擺動(dòng)相和支撐相的基礎(chǔ)足端軌跡規(guī)劃策略，結(jié)合行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，制訂了腿部各關(guān)節(jié)角度規(guī)劃策略，在此基礎(chǔ)上分析了六足機(jī)器人在復(fù)雜地形環(huán)境中行走機(jī)構(gòu)的足端軌跡。分析了六足機(jī)器人三足、四足和波動(dòng)步態(tài)三種典型步態(tài)，結(jié)合六足機(jī)器人步態(tài)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析，提出了一種六足機(jī)器人在復(fù)雜地形環(huán)境中自由探尋步態(tài)的規(guī)劃策略。
　　最后，在前述理論分析的基礎(chǔ)