多面體4RSR變形移動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究.pdf

1、隨著移動(dòng)機(jī)器人的迅速發(fā)展，機(jī)器人的構(gòu)型在一定程度上有了很高的突破。以多面體為移動(dòng)本體的移動(dòng)機(jī)器人能夠通過多面體自身的各種變形實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的形狀變化以及移動(dòng)步態(tài)，這類機(jī)器人易于存放和運(yùn)輸，可操作性強(qiáng)。隨著信息技術(shù)教育課程與教材改革的深入，機(jī)器人教育目前已經(jīng)走進(jìn)青少年科技教育領(lǐng)域，在科技教學(xué)上采用變形能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)突出的機(jī)器人，進(jìn)而讓青少年學(xué)習(xí)和掌握其關(guān)鍵技術(shù)。為此，本文提出了一種基于截角六面體形狀的空間多面體4RSR機(jī)構(gòu)，以此為研究對(duì)象，對(duì)其

2、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析及控制研究。
　　首先，本文以截角六面體為原型，對(duì)4RSR機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，基于該機(jī)構(gòu)的構(gòu)型，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了自由度的分析、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模式分析，建立了機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，按照其運(yùn)動(dòng)模式分析了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理，從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)理論分析計(jì)算。根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理采用零力矩點(diǎn)(ZMP)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，討論了機(jī)構(gòu)中不同參數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)滾動(dòng)能力的影響，得到了機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)翻滾的條件。
　　其次，為了驗(yàn)證4RSR機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)

3、理論結(jié)果的正確性，對(duì)該機(jī)構(gòu)建立了虛擬樣機(jī)，通過ADAMS仿真分析軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)能力的仿真，結(jié)果證明了理論分析的正確性，也通過一些仿真曲線得到了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和驅(qū)動(dòng)力矩，為機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)控制提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。
　　然后，基于4RSR機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了機(jī)構(gòu)的控制策略，包括硬件的選型和軟件的選擇，采用Arduino UNO作為機(jī)構(gòu)控制的硬件，LabVIEW作為機(jī)構(gòu)控制的上位機(jī)軟件，搭建了機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)