六足步行机器人直行关键技术研究硕士学位论文

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1、浙江大学机械与能源工程学院硕士学位论文六足步行机器人直行关键技术研究姓名：胡厦申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：金波20080501浙江大学硕J：学位论文摘要双足或多足交替行走的方式之所以被所有的生物采纳，是因为它具有明显的优势，那就是对自然环境高度的适应能力，以及灵活的自我操控能力。足类行走是否有开发的价值，它的优势有多大，如何用不太复杂的控制系统实现足类机器人强大的越障能力和快速移动一直是我们关心的问题。本研究中的机器人，采用了仿哺乳类的直立腿部结构，腿部共有12个自由度。直立的腿结构使得机器人的机构更加紧凑，跨越能力也相应增强。在研究的初期，我们关注这种仿

2、生哺乳结构的直行能力。本论文针对这种特殊腿部结构设计了六足的行走方式，并通过动力学仿真验证了运动的可行性。最终完成了六足步行机器人的样机制作。该机器人可作为今后开展进一步深入研究时的参考模型和实验对象。本论文共分为六章。第一章为绪论，综合论述六足机器人的发展概况，应用前景，目前的研究状况，本研究的目的和任务等。第二章，建立了机器人简单的步态模型，从理论上推导了机器人直行时的运动学公式，并通过电机的运动曲线介绍了电机运动的特性和设计方法。第三章，在ADAMS动力学仿真软件中建立机器人模型，通过仿真结果验证运动学模型并优化机器人的结构参数。第四章，重点介绍了六足步行机器人样机的

3、制作过程，包括机械设计、总体控制策略设计、电路设计及软件设计四部分。最后测试并分析了机器人直行的试验结果。第五章，总结了本论文研究的内容，并对课题中需要进一步研究、完善的重点进行了一定的探讨、分析和展望。关键词：六足，步行机器人，步态控制，动力学仿真，控制策略浙江大学硕十学位论文ABSTRACTNearlyallthelife．formspossessthewalkingabilitytomovearoundandtheadvantagesofwalkingoverwheeledlocomotionarequiteobvious．Walkingisveryattractiv

4、etoUSbecauseitisquiteadaptivetotheuneventerrainandithasflexiblestructuretomoveifwellcontrolled．Wecareaboutwhetherwalkingmachinescanbewidelyusedanddeveloped，andhowcanwemakeuseofitsadvantagesandhowtorealizethehi曲speedlocomotionandflexiblewalkingfunctionsbyacontrolsystemwhichisbetternottobeto

5、ocomplicated．Thispaperpresentsabiologicallyinspireddesignofamammal-·likesix。_leggedwalkingmachinewhichhas12degreesoffreedom．Thecursorialmammallegsbringtheadvantagesoffastmobilitywithlongstrideandhighmovementsandalsobiggercarryingcapacityduetothestand—upstyle．Attheinitialstageofthisstudy，th

6、estraightwalkingabilityisfocused．Wehavedesignedthewalkinggaitaccordingtoitsspecialstructureandvalidateditscorrectnessthroughcomputersimulations．Finallywesuccessfullybuiltthemodelwalkingmachine．Thisprototypemodelcanbethetestingobjectinthefurtherresearch．Thewholedissertationhassixchapters．Th

7、efirstchapteristhesurveyofthecurrentresearchstatus，applicationsanddevelopmentofhexapodwalkingrobot．Thepurposeandthetaskofthisprojectarealsointroducedinthischapter．Inchaptertwo，webuildasimplemathematicalgaitmodelanddeducethekinematicfunctionofmotors．Throughcurv