四足机器人运动学的分析和仿真的研究论文

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1、武汉理工人学硕士学位论文摘要四足机器人有很强的环境适应性和运动灵活性，可广泛运用于抢险救灾、排雷、地质勘探、娱乐及军事等领域，因此，对四足机器人的研究已成为机器人研究领域的重要课题。但是四足机器人的结构复杂，在用传统的机械系统实物试验研究方法设计四足机器人时，不仅周期长，成本大，而且设计过程中计算量巨大，直观性较差，为了提高四足机器人设计的效率和可靠性，本文采用虚拟样机技术对四足机器人直线行走步态进行了仿真研究。论文的主要内容包括：1．阐述了四足机器人的研究背景及意义，简要分析了四足机器人国内外发展的现状和趋势，提出了本文研究的主要内容。2．从

2、仿生学的角度出发，对四足动物马的身体结构进行分析，尤其是腿部结构的分析；选取行走步态为分析规划对象，从获得最大稳定裕度分析，选择“腿1．腿4．腿2．腿3"作为四足机器人的抬跨顺序，并且绘制了其静态步行的运动步态图；后面章节还对腿部的运动轨迹进行了规划。3．建立四足机器人的运动学数学模型，利用D．H法对其进行运动学分析，求出其J下逆运动学方程，为后面的轨迹规划提供了数据支持；还建立了该机器人的动力学模型，对其进行了动力学分析，并导出它的拉格朗日动力学方程组，为后面的基于虚拟样机的仿真分析提供了理论基础。4．参照四足机器人实际的几何参数，借助Pro

3、／E软件建立了简化的三维实体模型，并将该模型导入ADAMS软件中，根据实际运动情况施加约束、驱动、力等，建立四足机器人的虚拟样机模型。5．进行四足机器人仿真。采用规划好的四足机器人步态，在ADAMS环境下，对四足机器人进行运动学仿真和动力学仿真，获取一系列重要的数据，验证本方案设计的合理性，也为后续的研究工作提供有价值的数据信息。关键词：四足机器人；虚拟样机；运动学；轨迹规划；ADAMS；武汉理工大学硕士学位论文AbstractThequadrupedrobot,whichhasadvantagesofgoodsurroundingadapta

4、bilityandhi．ghmoveagility,isappliedtoagreatdealoffie．1dssuchasrescuerealm，minesweeping，adventure，entertainment，militaryaffairs，cto．Sotheresearchonquadrupedrobothasbecomeveryimportantinrobotresearcharea．However，thetraditionalmeans，whichusesmechanicalprototypeexperimentationto

5、designquadrupedrobot，notonlyneedslongtime，highcost，lotsofcalculationduringdesign，butalsoisverypoorinitsvisualization．Inordertoimprovethedesignefficiencyandreliability，thisthesisresearchesintothesimulationofquadrupedrobot’Sgaitofwalkingalongstraightlines、舫mvirtualprototypes．T

6、hemainresearchcontentinthisthesisincludes：1．Thedesignplanandresearchsignificanceofquadrupedrobotinthisthesisareputforward．CurrentresearchsituationanddevelopmenttI．endofquadrupedrobotbotllindomesticandabroadarebrieflyintroduced．2．Basedonthebionics，thebodystructureofhorseisana

7、lysed，especiallytheleg．Selectingthewalkinggaitasanalysispurposeandbasedonthemaximalstabilitymarginselecting‘leg1-leg4-leg2一leg3’asquadrupedrobot’Scarriedlegorder．,thegaitfigureisdrew．Inlaterchapterthetrajectoriesofthelegsisplaned．3．Thekinematicsmodelofthisquadrupedrobotisest

8、ablished．Thekinematicanalysisisinvestigated、ⅣitIlthemethodofD-Handthekinema