Rolling-Wolf輪腿式機器人步態(tài)設(shè)計與控制.pdf

1、目前國內(nèi)外機器人領(lǐng)域研究對象主要集中在如輪式、履帶式和腿式等傳統(tǒng)機器人移動平臺方面，這些類別的機器人在結(jié)構(gòu)設(shè)計上相對成熟，并在軍事裝備、行星探測、資源勘探、救援服務(wù)等不同領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的重要作用。然而與傳統(tǒng)機器人結(jié)構(gòu)不同的是，復(fù)合式結(jié)構(gòu)作為一種綜合了多種結(jié)構(gòu)設(shè)計的新型機器人結(jié)構(gòu)，以其具備了更高結(jié)構(gòu)靈活性和環(huán)境適應(yīng)能力等優(yōu)勢，逐步得到了廣泛關(guān)注和研究并取得了長足的進步和發(fā)展。本文研究對象為一種復(fù)合式高性能移動機器人平臺—Rolling-

2、Wolf四輪腿式機器人，該機器人在結(jié)合了輪式和腿式機器人的優(yōu)點的同時，具備更強的承載能力、更好越障能力好以及平穩(wěn)性等結(jié)構(gòu)性能。針對Rolling-Wolf機器人的以上特點，本文從運動學(xué)建模、步態(tài)規(guī)劃、步態(tài)仿真、控制系統(tǒng)設(shè)計以及實驗驗證等多個方面進行了相關(guān)研究，具體工作如下：
　?、偻ㄟ^D-H運動學(xué)方法建立Rolling-Wolf輪腿式機器人正逆運動學(xué)模型，同時采用幾何解析法再次求解運動學(xué)模型，并完成兩種方法對比分析，為后續(xù)章節(jié)建立

3、了理論基礎(chǔ)；
　?、诮榻B了四足機器人步態(tài)的基本概念和分類，為Rolling-Wolf機器人選擇合適的平地行走步態(tài)并進行了Rolling-Wolf機器人單腿運動軌跡規(guī)劃，確定平地行走步態(tài)抬腿順序。對比分析了帶姿態(tài)調(diào)整和連續(xù)兩種平地行走步態(tài)，為機器人設(shè)計了合理的連續(xù)行走步態(tài)；
　?、圻M行了仿真控制參數(shù)計算，將計算結(jié)果導(dǎo)入 ADAMS運動學(xué)仿真軟件進行多種平地步態(tài)仿真驗證，進一步測量和分析了機器人多個關(guān)鍵部件的仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，完成了