仿生機器蟹機構(gòu)模型及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、本文圍繞研制一臺以河蟹為生物原形的多足仿生機器人這一目標(biāo)，對機器人機構(gòu)本體設(shè)計、幾何模型的建立、模型的運動學(xué)和動力學(xué)分析、及運動控制系統(tǒng)的搭建等進行了研究。 首先，在建立機器蟹生物模型的基礎(chǔ)上，綜合分析了常見的多足步行機器人關(guān)節(jié)形式和驅(qū)動方式?？偨Y(jié)以往設(shè)計中的缺陷，并綜合考慮多足機器人靈活性要求，設(shè)計了機器蟹本體結(jié)構(gòu)方案，進行了機構(gòu)分析。 其次，闡述了機器蟹步行的特點，建立了單腿步行足的幾何模型，運用D-H坐標(biāo)法得到其運

2、動學(xué)的正反解。對著地腿與地面形成的并聯(lián)機構(gòu)進行了運動學(xué)分析，運用并聯(lián)機構(gòu)影響系數(shù)的分析方法，得到身體平臺的速度與各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角速度之間的關(guān)系式。同時，用Matlab中的Simulink模塊對身體平臺穩(wěn)定橫向運動進行了運動仿真，并對前行時的運動特點進行了分析。用牛頓歐拉公式和Morison公式對單腿步行足在水中受力情況做了分析。對機器人運動時的占空系數(shù)及其靜態(tài)穩(wěn)定性區(qū)域的判定問題進行了討論。 此外，根據(jù)機器蟹控制性能的總體要求，制定了