六足機器人行走機構(gòu)設(shè)計與運動仿真研究.pdf

1、足式機器人在復(fù)雜地形環(huán)境中的自主行走相關(guān)技術(shù)是機器人技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。自然界中六足生物具有巧妙的生理結(jié)構(gòu)和靈活的運動能力，使其能從容地應(yīng)對各種復(fù)雜地形環(huán)境。因此，針對六足機器人在復(fù)雜環(huán)境中的運動問題，結(jié)合六足生物典型生理結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行其行走機構(gòu)設(shè)計和運動規(guī)劃策略研究。本文主要研究內(nèi)容有：
　　(1)六足機器人行走機構(gòu)設(shè)計。在對六足生物的典型生理結(jié)構(gòu)特征參數(shù)量化分析基礎(chǔ)上，進(jìn)行了六足機器人行走機構(gòu)設(shè)計，以機器人運動靈活性為優(yōu)化目標(biāo)

2、對行走機構(gòu)特征參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，確定了六足機器人行走機構(gòu)的較優(yōu)幾何參數(shù)。最后，以較優(yōu)行走機構(gòu)為基礎(chǔ)進(jìn)行了行走機構(gòu)關(guān)鍵零部件的強度分析。
　　(2)行走機構(gòu)運動學(xué)和動力學(xué)分析?；?D-H參數(shù)方法構(gòu)建了六足機器人行走機構(gòu)的運動學(xué)模型，以運動學(xué)模型為基礎(chǔ)推導(dǎo)了其擺動相和支撐相的運動學(xué)方程；基于拉格朗日方法構(gòu)建了行走機構(gòu)動力學(xué)模型，以動力學(xué)模型為基礎(chǔ)推導(dǎo)了其擺動相和支撐相的動力學(xué)方程。
　　(3)運動規(guī)劃策略分析。針對行走機構(gòu)的

3、足端軌跡規(guī)劃、步態(tài)規(guī)劃和步態(tài)穩(wěn)定性三個典型問題，開展其運動規(guī)劃策略分析。采用多項式插值方法建立了擺動相和支撐相的基礎(chǔ)足端軌跡規(guī)劃策略，結(jié)合行走機構(gòu)運動學(xué)模型，制訂了腿部各關(guān)節(jié)角度規(guī)劃策略，在此基礎(chǔ)上分析了六足機器人在復(fù)雜地形環(huán)境中行走機構(gòu)的足端軌跡。分析了六足機器人三足、四足和波動步態(tài)三種典型步態(tài)，結(jié)合六足機器人步態(tài)的靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性分析，提出了一種六足機器人在復(fù)雜地形環(huán)境中自由探尋步態(tài)的規(guī)劃策略。
　　最后，在前述理論分析的基礎(chǔ)