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1、机器。济擎螃人,六足步行机的转向问题探讨高峰魏道付李水良洛阳工学院机城系‘摘,给出了六足步行机转向耍本文用临界状态方法对六足步行机的转向间题进行了研究步态的拟定方法及其稚定裕度的计算方法关性词步行机,转向,德定性序言,六足步行机的稳定性较四足步行机好转向时稳定性条件较容易满足但六足步行机转向,『卜‘〕问题有其特殊的复杂性主要表现为六足步行机可用的步态较多六足步行机在转向时各足的行程位置和长度处理比较麻烦六足步行机转向时的稳定裕度计算也较复杂,、,为分析方便本文在分析转向问题时采用角行程角位置和角稳定裕度的概念图分
2、别定义如下,定义角行程人指步行机转向时在一足行程中转过的角度—定义角位置指某点在转动坐标系中的位置矢量与转动坐标系的轴的夹角—。,定义角稳定裕度指步行机转向时在一步态循环中机体重心到达各支承边界—要转过的角度的最小值六足步行机沿以半径为的回弧转向,,一般来讲当六足步行机以某种负荷因数的周期步态行走在转向时当给定了转向半径和侧行角,后转向步态的拟定主要是完成两个任务确定各足行程位置和行程角度,计算最小稳定裕度验证步态的可靠性六足步行机转向行程位里的确定,在研究步行机全方位行走时一般都,要求各足行程通过各自足可达区域
3、中心口喇仁以便在任何情况下不至于出现行程过小和喇犷无法安排行程的情况因而在确定六足步行机各足行程位置时,除非有特殊要求,、、未本文将在六足步行机转向安排行程时使各足行程中心通过其足可达区域中心图六足步行机转向示意图图所示为一六足步行机的转向示意图图中画出了,六足步行机的转向坐标系步行机各足行程中心都定在各自的足可达区域中国家自然科学荃金资助项目收稿时间一一。卷期高峰等六足步行机的转向问题探讨合,‘当转向半径和侧行角给定后足行程的轨道半径和其行程中心在转动坐标系中的角位置人可按以下办法求得‘,‘,设足行程中心在机体
4、坐标系中的位里为端茄则‘人一雄一必‘久一二必‘,,,,,解得雄一沁玲沁凡此沁玲一乙〕其中为转向半径,为侧行角角行程的确定,由于转向时各足的行程是不相同的步行机用规则对称步态转向时在一步态周期中所能,转过的角度将受到其外侧足可达区域范围的限制为简便计算在确定转向的角行程时可以只考虑行程轨道半径最大的足来选择角行程选择的方法为首先求出该足行程轨道圆弧与其足可,达区域边界的交点月和月随之可以分别求得在转动坐标系中此两点的角位里与该足行‘‘,程中心角位置间的夹角和则角行程可以由此确定么‘价殊,么么气〕,,疏可分别角行程确
5、定以后足行程起止点在转动坐标系中的角位置民确定为氏氏么氏氏一夕各足行程起始点在转动坐标系中的坐标可以求得【铆工,吐‘几凡嗽‘然后根据坐标之间的变换关系就可以求得各足行程轨迹起始点在其他坐标系中的坐标六足步行机转向时的稳定性分析,,六足步行机转向的稳定性分析要比直线行走时复杂因为转向时各足行程的长短不一样,,各足行程不再平行临界状态模式也不再具有对称性所以在进行稳定性分析时要对每条支承,,,边界进行考查确定其临界相求得临界状态参数后在求稳定裕度时还要对每条临界线进行,计算除此之外转向时会碰到纵向稳定裕度和横向稳定裕
6、度对某一支承边界来讲不在同一时间发生的情,况如图所示某一边界与机体重心的转向运动的圆弧轨迹不相交的情况各支承边界的斜率和截距的计算,,‘,当转向的角行程确定以后第一步先求出某支承边界发生时组成该边界的两,足在转动坐标系中的角位置氏乞民久一价夕氏氏么一夹夕氏机器人年月其中咖和妈分别为足和足在边界开始形成时的局部相然后可求得足和足在转动坐标系中的坐标为一口喋默一哪咪脚,求出该边界发生时在转动坐标系中的斜率月和截距鱿,,月从一另城一弓欢‘的氏一氏礼其中井为该边界发生时的转向坐标系中的斜率倾角各支承边界的临界相与临界相时
7、该边界与机体,心的距离,如果铸荞。,此时转过角度后机体重心到达该支承边界上『临,月,,‘尹汁盯乙命少乃与认、口厄沙川硬介、勺图重心到边界的最小纵向距离图六足步行机转向稳定性分析参考图与最小横向距离不同时发生,由图可以推出叭的计算公式。荞,一士倪,欢,动〕‘,。。设动和乙民分别是机体重心由边界发生时二气的位置正向顺时针方向和反向逆时针,方向转动到该边界上的角度值则一叹,当耳时,荞,一,羊,叭,荞,一一耳,叭一配,当石和挽时,井,一,抖,叭一〔,欢,一配,茸,一叭〕一,当香岛杯和荞时,,荞,一一,茸,诚叫〕卷期高峰等
8、六足步行机的转向间题探讨,井,一配,欢,叭〕,‘,,,设步行车辆顺时钟转向山是某支承边界存在的时间若在该支承边界发生时矽有乙庆,,一,‘,山夕助声一山‘,姚么夕一城则临界相为‘,‘扣山,在临界相时重心到达该边界需要转过的角度氏为民,。夕夕,一山重心到该边界线的距离为,鱿,一。从孔礼山久夕重心到达该边界的纵向速度方向距离为‘,。从礼一山久夕心‘,。心苦助助一山人一劫。,在临
