彈性關(guān)節(jié)四足步行機(jī)器人位姿補(bǔ)償方法研究.pdf

1、隨著科學(xué)的發(fā)展,社會(huì)的進(jìn)步,機(jī)器人在人類生活中扮演著越來越重要的角色,而足式機(jī)器人在機(jī)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(duì)傳統(tǒng)剛性腿步行機(jī)器人對(duì)沖擊力沒有很好的緩沖作用,設(shè)計(jì)了新型彈性關(guān)節(jié)步行機(jī)器人,對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、足端剛度、足端反力等方面做了深入的分析和探討,并針對(duì)其彈性關(guān)節(jié)角度變化導(dǎo)致的機(jī)體位姿誤差補(bǔ)償方法進(jìn)行了研究,通過理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)研究,使機(jī)器人機(jī)體位姿誤差得到補(bǔ)償。
　　本文首先對(duì)國內(nèi)外多足步行機(jī)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(duì)國內(nèi)外步行機(jī)器人誤差補(bǔ)償和足端反力分配問題研究情況進(jìn)行簡要的概述。針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器人對(duì)沖擊力沒有很好的緩沖作用,對(duì)新型彈性關(guān)節(jié)多足步行機(jī)器人進(jìn)行了設(shè)計(jì),主要包括電機(jī)選擇、傳動(dòng)方式選擇、彈性關(guān)節(jié)步行腿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和對(duì)關(guān)鍵零件螺旋彈性驅(qū)動(dòng)元件有限元分析等,最終完成了樣機(jī)的加工制作。
　　其次,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)相關(guān)理論對(duì)四足步行機(jī)器人彈性腿的運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解和雅可比矩陣進(jìn)行了求解,并對(duì)單個(gè)

3、腿部結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化,應(yīng)用Matlab/Simulink中的SimMechanics機(jī)械仿真模塊對(duì)足端可達(dá)空間進(jìn)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(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型,研究了足端剛度矩陣的求解方法,并對(duì)足端剛度在可達(dá)空間的分布情況進(jìn)行了研究;此外還對(duì)基于剛度矩陣法的足端力分配問題進(jìn)行了研究,并建立模型進(jìn)行了理論分析與推導(dǎo)。為確保步行機(jī)器人在外力作用下盡可能的保持原始位姿,根