仿生六足机器人机构设计与步态规划_赵小川.pdf

《仿生六足机器人机构设计与步态规划_赵小川.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第21卷第11期系统仿真学报©Vol.21No.112009年6月JournalofSystemSimulationJun.,2009基于Webots仿真软件的仿生六足机器人机构设计与步态规划112赵小川，罗庆生，韩宝玲（1.北京理工大学机电学院学院，北京100081；2.北京理工大学机械与车辆工程学院，北京100081）摘要：仿真技术在机器人机构设计与运动分析的研究与应用中发挥着重要的作用，可提升机器人机构设计的质量和改善机器人的运动性能。在六足纲昆虫观测实验的基础上，模仿六足纲昆虫的躯体形态和结构特征，以蚂蚁爬行的三角步态为摹本，对仿生六足机器人进行了机构设计与步态规划，

2、并在Webots移动机器人仿真软件的环境下完成了仿生六足机器人的实体造型，编制了相应的运动控制程序，且通过仿真实验验证了仿生六足机器人机构的合理性和运动的灵活性。关键词：仿生六足机器人；机构设计；步态规划；Webots机器人仿真软件；昆虫观测实验；仿真中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1004-731X(2009)11-3241-05DevelopingBiologicallyInspiredHexapodRobotinWebotsSimulationSoftwareEnvironment112ZHAOXiao-chuan,LUOQing-sheng,HANBao

3、-ling(1.SchoolofMechatronicalEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China;2.SchoolofMechanicalandVehicularEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)Abstract:Biologicallyinspiredleggedrobotshavebeenanactiveareaofroboticsresearchandsimulationtechnologyplaysa

4、nimportantroleinrobotdesign.Inordertoanalyzetheinsects’structureandmotioncharacteristic,hexapodobservationexperimentswereconducted.Basedontheexperimentalresults,thedesignofabiologicallyinspiredhexapodrobotwasdevelopedinWebotsprofessionalmobilerobotsimulationsoftwareenvironment,therobotsstru

5、ctureimitatedthehexapods’andtheant’stripodgaitwasusedastherobot’sgait.Therobot’skinematicsimulationexperimentswereconducted.Theexperimentalresultsshowthatthebiologicallyinspiredhexapodrobothasreasonablemechanismandgoodlocomotionperformance.Keywords:biologicallyinspiredhexapodrobot;mechanism

6、design;tripodgait;Webotssimulationsoftware;hexapodobservationexperiment;computersimulation引言1[6]依据。目前，在机器人研发过程中常用的软件有：建模软件自然界中的各种生物通过物竞天择和长期进化，已对Pro/E、动力学仿真软件ADAMS和数值计算软件Matlab，外界环境产生了极强的适应性，在能量转换、运动控制、但它们只能针对机器人的某种专门的技术进行建模、仿真。姿态调节、信息处理和方位辨别等方面表现出了高度的合机器人技术是多种技术的综合体，需要对其涉及的各项技术理性，已日益成为人类开发

7、先进技术装备的参照物，仿生进行联合仿真才能解决实际问题，采用上述软件进行联合仿机器人便是仿生学与机器人学相结合的产物。仿生多足机真时，不但要考虑兼容性问题，而且接口复杂。Webots移器人具有其他类型的机器人不具备的一些性能，如具有较动机器人多功能研发软件可有效地解决这些问题，它集机器强的灵活性和适用性、较高的越障和避障能力、运动系统人建模、编程、仿真、程序移植为一体。可以自主隔振等，其在战地侦查、防灾救险、星球探测等本文在六足纲昆虫观测实验的基础上，对仿生六足机器[1-2]领域有着广阔的应用前景。因此