彈性關(guān)節(jié)四足步行機器人位姿補償方法研究.pdf

1、隨著科學的發(fā)展,社會的進步,機器人在人類生活中扮演著越來越重要的角色,而足式機器人在機器人領(lǐng)域的發(fā)展也受到了越來越多的關(guān)注。本文針對傳統(tǒng)剛性腿步行機器人對沖擊力沒有很好的緩沖作用,設(shè)計了新型彈性關(guān)節(jié)步行機器人,對其結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動學、足端剛度、足端反力等方面做了深入的分析和探討,并針對其彈性關(guān)節(jié)角度變化導(dǎo)致的機體位姿誤差補償方法進行了研究,通過理論分析和仿真實驗研究,使機器人機體位姿誤差得到補償。
　　本文首先對國內(nèi)外多足步行機器人

2、的發(fā)展以及現(xiàn)階段的成果做了簡要的概述,并對國內(nèi)外步行機器人誤差補償和足端反力分配問題研究情況進行簡要的概述。針對傳統(tǒng)機器人對沖擊力沒有很好的緩沖作用,對新型彈性關(guān)節(jié)多足步行機器人進行了設(shè)計,主要包括電機選擇、傳動方式選擇、彈性關(guān)節(jié)步行腿結(jié)構(gòu)設(shè)計和對關(guān)鍵零件螺旋彈性驅(qū)動元件有限元分析等,最終完成了樣機的加工制作。
　　其次,在結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上,應(yīng)用機器人技術(shù)相關(guān)理論對四足步行機器人彈性腿的運動學正逆解和雅可比矩陣進行了求解,并對單個

3、腿部結(jié)構(gòu)進行簡化,應(yīng)用Matlab/Simulink中的SimMechanics機械仿真模塊對足端可達空間進行仿真求解,為下文足端剛度矩陣和足端反力的求解奠定基礎(chǔ)。
　　接著,結(jié)合了彈性關(guān)節(jié)四足步行機器人的運動學和動力學模型,研究了足端剛度矩陣的求解方法,并對足端剛度在可達空間的分布情況進行了研究;此外還對基于剛度矩陣法的足端力分配問題進行了研究,并建立模型進行了理論分析與推導(dǎo)。為確保步行機器人在外力作用下盡可能的保持原始位姿,根