四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、四足機(jī)器人對(duì)工作環(huán)境的要求低，具有環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性好、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好和承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文對(duì)四足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)模型與動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了較為深入系統(tǒng)的研究，研究成果對(duì)于提高四足機(jī)器人的移動(dòng)速度、穩(wěn)定性以及環(huán)境適應(yīng)性具有重要意義。
　　設(shè)計(jì)了整體擁有十六個(gè)主動(dòng)自由度，四個(gè)被動(dòng)自由度的四足機(jī)器人機(jī)構(gòu)模型，在對(duì)機(jī)器人工作空間分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了液壓驅(qū)動(dòng)的單腿擁有三個(gè)主動(dòng)自由度的四足機(jī)器人結(jié)構(gòu)。
　　通過定義坐標(biāo)系及相關(guān)參

2、數(shù)建立了四足機(jī)器人機(jī)構(gòu)分析模型，采用齊次變換方法對(duì)機(jī)器人的支撐腿和擺動(dòng)腿分別進(jìn)行了正運(yùn)動(dòng)學(xué)與逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，利用雅可比矩陣對(duì)機(jī)器人的擺動(dòng)腿進(jìn)行了速度分析與加速度分析。
　　針對(duì)四足機(jī)器人的對(duì)角小跑步態(tài)，利用虛擬腿代替機(jī)器人的對(duì)角雙腿，將四足機(jī)器人的對(duì)角小跑步態(tài)轉(zhuǎn)換為單足步態(tài)，使機(jī)器人各條腿之間的運(yùn)動(dòng)解耦。利用虛擬彈簧負(fù)載倒立擺模型中的彈性腿代替機(jī)器人的有質(zhì)量的關(guān)節(jié)型腿，通過分析擺動(dòng)腿的運(yùn)動(dòng)對(duì)四足機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型的影響，提出將飛行相時(shí)

3、擺動(dòng)腿與機(jī)體之間的運(yùn)動(dòng)，以及著地相時(shí)擺動(dòng)腿與機(jī)體、支撐腿之間的運(yùn)動(dòng)作解耦處理，得到了四足機(jī)器人飛行相與著地相的動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化模型。根據(jù)四足機(jī)器人對(duì)角小跑的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，通過運(yùn)動(dòng)等效替代，建立了混合機(jī)體模型，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了機(jī)器人著地相時(shí)的動(dòng)力學(xué)模型。依據(jù)四足機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化模型，利用拉格朗日方程建立了四足機(jī)器人飛行相與著地相的動(dòng)力學(xué)方程。
　　在Adams中建立了四足機(jī)器人的仿真模型，應(yīng)用四足機(jī)器人對(duì)角小跑步態(tài)的控制算法在 Matlab/S