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《基于虚拟样机技术的双足机器人研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、哈尔滨工业大学工学硕卜学位沦文摘要双足步行机器人是一个多变量、强祸合、非线性和变结构的复杂动力学系统，其稳定性具有时变性和静不定性。因此双足步行机器人的研究不仅具有很高的学术价值，而且具有相当高的应用意义。传统研究方法都采用建立理论模型利用算法进行编程计算，不仅复杂、工作量大，且耗时长、效率低、结果不准确.从而本论文采用虚拟样机技术来对双足步行机器人进行研究，为今后的研究工作提供了新方法。本文主要是基于虚拟样机技术对双足步行机器人的直线行走和转弯状态的运动学、动力学问题进行了研究以及在此状态下的有限元分
2、析。本文建立了双足步行机器人的动力学模型，作为对虚拟样机研究的一个指导思想;首次提出了建立虚拟样机模型的必要参数，包括运动学参数、质量特性参数、力学特性参数和外界参数等;并利用Pro/E建立了和实际物理模型一致的三维样机模型，同时进行了质A匹配、间隙检查、千涉检查;然后在ADAMS中进行运动学模型验证;最后在ADAMS中对虚拟样机模型进行了直线行走和转弯过程的步态规划和动力学仿真。ADAMS采用拉格朗日动力学方程，辅以刚性积分算法以及稀疏矩阵技术来求解模型。因此在进行仿真过程中不仅可以避免采用编程和算法
3、模拟双足机器人动力学模型的复杂关系，而且可以动态进行仿真过程观察、模型更改以及仿真结果的处理工作。本文利用附加动力矩和实际可能提供力矩的关系提出了减小配重质盈和减小运动加速度的两种仿真改进方案，同时获得了双足机器人的行走速度。仿真结果的关节角运动曲线可以为实际运动提供依据，关节力矩曲线能为本体设计提供依据。最后根据虚拟样机仿真过程，可以获得大腿、小腿和U型叉的约束条件以及受力状况，从而对大腿和小腿进行模态分析，以及对U型叉进行应力分析并且提出结构的合理改进。关健词双足步行机器人;虚拟样机:仿真;步态规划
4、;模态分析哈尔滨工业大学工学硕1学位论文AbstractThebipedrobotisacomplicateddynamicssystemwithonemorethanvariable,strongcoupling,non-linearandvariedstructure,whosestabilityhasoftentimeschangesandstaticinconstancy.Theresearchonthebipedrobothasnotonlyimportantacademicvalue,but
5、alsocomparativelypracticalsignificance.Traditionalresearchapproach,notmerelycomplicated,work-loadheavyandconsumingtimelong,eficiencyweak,theresultinaccurate,setuptheorymodelandcalculatewithalgorithmsandprogram.Thusthisdissertationresearchesbipedrobotbyad
6、optingvirtualprototypetechnology,whichoferthenewmethodforresearchworkinthefuture.Thispapermainlyresearcheskinematicsanddynamicsquestionofbipedrobotinwalkinginlineandturningbasedonvirtualprototypetechnologyandthefiniteelementanalysisunderthisstate.Thispap
7、ersetsupdynamicsmodelofbipedrobot,asaguidingtheoryofvirtualprototyperesearch,proposesessentialparameterofsetingupvirtualprototypemodelforthefirsttime,includingkinematicsparameter,masspropertyparameter,mechanicscharacteristicparameterandexternalparameter,
8、etc，utilizesPro/Eset即actualphysicalmodelunanimousthree-dimensionalprototypemodel,carriesonqualitymatch,intervalcheck,interferencecheck,carriesonkinematicsmodelproveamongADAMSatthesametime,finishesgait-programminganddynamic
