气动肌肉四足机器人机构建模与运动控制

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1、中笛討《杂化ＣＨＩＮＡＩＬ１ＡＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＪ硕：±ｒ学位论文ＭＡＳ了Ｅ民ＥＨＳＳＥ民ＴＡＴＩＯＮ气动肌肉四足机器人机构建模与运动控制ＭｅｃｈａｎｉｓｍＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｏｆＱｕａｄｒｕｅｄ民ｏｂｏｔＤｒｉｖｅｎｂｙＰｎｅｕｍａｔｉｃｐＶ．Ｍｕｓｃｌｅｓ作者干苏校内导师王斌锐教授校外导师徐盖王程师专业领域控制王程．ｆ中国计量学院二〇—六年一月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巧工作

2、和取得的研巧成果，除了文中特别加示注和致谢么处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使巧过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均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：＾签字日期：兴Ｉ６年ｆ月ｆ日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留、使用学位论文的规定。檐授权中国计量学院可Ｕｉ■将学位论文的全部或部分巧巧编入有关数据库进行检索，并采巧影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编切供查阅

3、巧借阅。同意学校向国家有关部口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论文作者签：名导师签名；＾（｛：１签字日期年月日签字日日期月／／ｙMechanismModelingandMotionControlofQuadrupedRobotDrivenbyPneumaticMusclesBySuGanADissertationSubmittedtoChinaJiliangUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementFortheDegree

4、ofMasterofEngineeringChinaJiliangUniversityJanurary,2016中图分类号TP242.3学校代码10356UDC007.5密级公开硕士学位论文MASTERDISSERTATION气动肌肉四足机器人机构建模与运动控制MechanismModelingandMotionControlofQuadrupedRobotDrivenbyPneumaticMuscles作者干苏专业领域控制工程校内导师王斌锐教授校外导师徐崟工程师申请学位工学硕士论文类型应用研究二〇一六年一月致谢感谢我的导师王斌锐教授一直

5、以来所给予我的生活上的关怀和专业上的指导!王老师对待科研的巨大热情以及对待学术的严谨与一丝不苟深深的感染着我！王老师以身作则、诲人不倦的崇高师德令人钦佩，平易近人、幽默风趣的人格魅力令人折服！读研期间，王老师为我提供了良好的科研环境，营造了良好的科研氛围，在此深表感谢！感谢金英连老师对课题组相关事务上所提供的帮助和支持；感谢李青老师、郭振武老师对我生活和科研上关心和照顾；感谢师兄骆浩华在专利写作方面对我的指导；感谢师兄鲍春雷、冯伟博、师姐邵丹璐在科研方面对我的指导和帮助；感谢同门徐海东、任杰、陈杭升在读研期间的帮助与陪伴；感谢师弟沈国阳、

6、张斌、王飞洋、张云、王涛、杨雪峰、王帅、靳明涛、师妹李中雯对我课题研究和论文撰写过程中所提供的帮助；感谢计量机器人研究组，这段时间的学习和生活经历将是我一生中的宝贵财富！感谢所有关心、帮助过我的亲人、朋友和同学！感谢父母在我漫漫求学之路上对我的支持与鼓励，你们的恩情儿子将永远铭记在心！时光如梭，两年多的研究生生涯即将结束，细数在这里度过的一幕幕美好时光，想起马上就要离开计量机器人研究组这个大家庭，心中充满惆怅与不舍！最后祝愿计量机器人研究组能够茁壮成长，更上一层楼！干苏2016年1月气动肌肉四足机器人机构建模与运动控制摘要：气动肌肉作为一

7、种新型的具有仿生物肌肉特性的驱动器，正越来越多的被应用到足式机器人的研究中。本文在总结现有四足机器人机构的基础上，从仿生的角度出发，设计了一款气动肌肉驱动的四足机器人，并对其运动控制进行了研究。首先，在分析了自然界中四足生物关节配置形式的基础上，选择四足哺乳动物作为仿生对象，经过对腿部关节数目以及自由度进行适当简化，确定了机器人最终的关节配置形式；以德国牧羊犬的部分体形参数为参考，设计了两个拮抗式气动肌肉关节串联的二自由度腿部机构，并利用SolidWorks软件完成了机器人三维模型的整机装配；通过分析气动肌肉预收缩量与关节最大摆角的关系，

8、对气动肌肉进行了选型；设计了机器人的控制系统，选取了系统的控制元件；对旋转电位器进行了标定实验，拟合得到其输出电压与转动角度的关系曲线。然后，建立了气动肌肉四足机器人单关节及单腿的拉格朗日动力