多构态双足机器人系统设计与研究

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得醚王些盔堂或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料·与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：如诵勘签字日期：’彬年1月幻日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解丢洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权—丢洼至些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制

2、手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位做储始搠镝导师躲笪发．签字日期：乃圹年，月如日签字日期：如占年，月幻日万方数据学位论文主要创新点㈣一、针对目前单一式移动机器人运动局限、适应环境能力较差的弊端，设计出一款多构态双足机器人，该机器人能够实现双足步行和履带式移动，且两种运动模式可变换以适应复杂环境。二、完成多构态双足机器人的本体结构设计，建立机器人在双足式和履带式两种运动形态下的运动学模型。规划多构态双足机器人前向行走步态，利用ADAMS软件分别对机器人双足步行

3、和构态转换进行仿真，验证步态规划的合理性和构态转换的有效性。万方数据摘要飞速发展的科学技术推动着机器人的蓬勃发展，机器人的应用领域也在不断的扩大。本课题设计了一款多构态双足机器人，其结构将履带式机器人和双足机器人融合于一体，能够根据路面情况采用相应的运动模式，将工作效率达到最大化，具有较强的运动灵活性，操作可靠性和环境适应性。在参考国内外双足机器人和履带式机器人相关资料的基础上，确定了多构态双足机器人关节类型、驱动方式和自由度的配置。利用三维建模软件Solidworks对机器人重要关节(髓关节、膝关节、踝关节)和履带移动机构进行了结构设计，并优化了

4、构态转换机构——膝关节，使其满足运动要求，保障机器人在运动过程中不发生干涉现象。根据几何学原理，运用机器人学中坐标平移和坐标旋转变换的方法，建立机器人双足步行时的运动学模型，准确表达出关节角度和机构关键点笛卡尔坐标之间的变换关系。同时也建立了机器人在履带式移动状态下的运动学模型，得到该移动模型所受到的非完整约束。在介绍了三次样条插值函数定义与求解的基础上，采用三次样条插值算法规划多构态双足机器人的前向行走步态，获得踝关节、髋关节、膝关节的步态规划轨迹。利用ADAMS软件对多构态双足机器人进行双足步行仿真和构态转换仿真，验证步态规划的可行性与合理性，

5、构态转换的有效性及稳定性。同时，仿真获得的数据为研制物理样机提供了可靠的理论依据。关键词：多构态双足机器人；运动学建模；步态规划；运动仿真万方数据AbstractTherapiddevelopmentofscienceandtechnologypromotesthevigorousdevelopmentofrobotandtheapplicationofrobotsisalsoillconstantexpansion．Thisprqjecthasdesignedamulticonfigtn’ationot’bipedrobot．Thestructu

6、J’ewillbetrackedrobotandbipedrobotstructuretogether．Itcanadoptthecorrespondingmovementpatternsbyaccordingtotheroadconditions．Themovementhasabetterflexibilit)：operationreliabilit)andell、,ironmentaladaptability．Basedonthedomesticandlbreignbipedrobotandthetrackedrobotdata．thepape

7、rdeterminestheconfigurationofbipedrobotjointtype，drivingmodeandthedegreeoffreedomconfiguration．Importantrobotjoint(hip，knee．ankle)andtrackedmobilemechanismofstructurearedesignedbySolidworks．Thepaperalsooptimizestheconfigurationtransformationdevice—kneeandmakeitmeetthemotionreq

8、uirementsinmotionprocess．robotdoesnotoccurthephenomenonofinte