內(nèi)外驅(qū)動兼?zhèn)涞那蛐螜C器人運動學(xué)及動力學(xué)研究.pdf

1、球形機器人是一種新型的移動機器人，具有球形外殼，能夠在失穩(wěn)后獲得最大的穩(wěn)定性，不怕翻倒，可以實現(xiàn)全向滾動，轉(zhuǎn)彎更加靈活。球形機器人是傳統(tǒng)機器人運動方式的突破，是移動機器人研究領(lǐng)域的熱點問題之一。 目前的球形機器人大多為內(nèi)部驅(qū)動，很難解決能源供給問題。為此，本文提出了一種內(nèi)外驅(qū)動兼?zhèn)涞那蛐螜C器人，并對其進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計、越障性能分析、運動學(xué)和動力學(xué)分析方面的研究。 首先介紹了球形機器人的發(fā)展現(xiàn)狀，給出了目前球形機器人研究中遇

2、到的主要問題。通過應(yīng)用機器人重心偏移力偶驅(qū)動的方法，設(shè)計了一種內(nèi)外驅(qū)動兼?zhèn)涞那蛐螜C器人裝置。該球形機器人以外部風(fēng)能驅(qū)動為主，以球體內(nèi)部電機驅(qū)動為輔。運用空氣動力學(xué)和靜力學(xué)理論建立了機器人的靜力學(xué)平衡方程，根據(jù)力矩平衡原理建立了描述該球形機器人越障運動性能的約束方程，得出了風(fēng)速、地形傾角、障礙物高度、球體尺寸及重量等各物理參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系?；趶V義歐拉角描述球形機器人的坐標變換，運用系統(tǒng)的動量矩定理，建立了球形機器人的運動模型?；贚a