四足机器人的运动学分析与仿真研究

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2、性声明JIlllIPlllllllflllllllIY2098514本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学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明确的说明并表示了谢意。签名：趑垂!型日期2立I羔：壶：亟关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国

3、家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)僦引摊)．弛冠忡瀣荆弋期乙D12、6，占r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

4、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

5、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／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，

6、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'whichhasadvantagesofgoodsurroundingadaptabilityandhigh

7、moveagility,isappliedtoagreatdealoffie．1dssuchasl'eSCUerealm，minesweeping，adventure，entertainment，militaryaffairs，etc．Sotheresearchonquadrupedrobothasbecomeveryimportantinrobotresearcharea．However，thetraditionalmeans，whichusesmechanicalprototypeexperiment

8、ationtodesignquadrupedrobot，notonlyneedslongtime，highcost，lotsofcalculationduringdesign，butalsoisverypoorinitsvisualization．Inordertoimprovethedesignefficiencyandreliability，thisthesisresearchesintothesimulationofqu