一類欠驅(qū)動機器人系統(tǒng)動力學與運動規(guī)劃研究.pdf

1、欠驅(qū)動系統(tǒng)是指控制輸入小于系統(tǒng)自由度的系統(tǒng)。由于驅(qū)動器的減少，系統(tǒng)具有重量輕、成本低、能耗少等諸多優(yōu)點。對于欠驅(qū)動系統(tǒng)的力學意義的描述是二階非完整系統(tǒng)，其非完整約束由二階微分方程表示，即指系統(tǒng)加速度的不可積性。已有前人證明過二階非完整系統(tǒng)是可控的。 RRRobot(Rock&Roll Robot)是仿生六足機器人RHex(Hexapod Robot)的簡化模型。它的本體為半球體，在本體兩側(cè)有對稱的兩個可旋轉(zhuǎn)短腿的機器人。本文討論

2、欠驅(qū)動機器人RRRobot的動力學與運動規(guī)劃問題。為簡化模型，僅考慮RRRobot只繞其中心軸轉(zhuǎn)動的情況，即RRRobot的轉(zhuǎn)動模型的動力學問題。首先，利用拉格朗日方程，建立RRRobot的轉(zhuǎn)動模型的動力學模型，導出RRRobot的轉(zhuǎn)動模型的非完整約束方程并對其進行降階約化。利用非完整約束的特性，通過控制機器人兩腿的速度輸入，可使機器人的本體和兩腿達到不同的位置，實現(xiàn)機器人系統(tǒng)從一種初始位姿到另一種目標位姿的運動規(guī)劃。然后，討論了兩腿的