基于ADAMS的四足機器人虛擬樣機仿真及剛柔耦合分析.pdf

1、相比于輪式機器人，足式機器人具有較強的環(huán)境適應性，能夠在不規(guī)則路面行走。相比于其它足式機器人，四足機器人具有較好的靜態(tài)穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性，步態(tài)與軌跡規(guī)劃更簡單。因而，四足機器人的研究一直是科學研究的熱點領域。隨著研究的不斷推進，四足機器人的應用領域，也將會從單一的軍事用途向民用科技領域轉化，民用領域的四足機器人將會具有更加廣闊的商業(yè)前景。本課題來源于中華人民共和國國家科技支撐計劃“高仿真智能機器人技術集成與恐龍主題展示應用示范”項目，旨

2、在研究四足機器人的虛擬樣機仿真和剛柔耦合分析，為今后大尺寸液壓驅動四足機器人的研制提供有益的參考。
　　本文在四足機器人結構設計和運動學動力學分析的基礎上，建立了基于ADAMS和ANSYS的剛體虛擬樣機模型和剛柔耦合虛擬樣機模型，通過虛擬樣機模型可以對四足機器人進行剛體仿真分析和剛柔耦合仿真分析。
　　本文首先對四足機器人walk步態(tài)和trot步態(tài)進行了穩(wěn)定性分析。根據穩(wěn)定裕度理論規(guī)劃了兩種walk步態(tài)，即間歇步態(tài)和協(xié)調步態(tài)

3、，并對這兩種步態(tài)進行仿真比較，提出它們的不同特點和適用領域；根據彈簧負載倒立擺模型（Spring Loaded Inverted Pendulum，SLIP）提出了trot步態(tài)穩(wěn)定的條件，并對trot步態(tài)進行了規(guī)劃。然后，利用現有的四足機器人實驗平臺進行walk步態(tài)行走實驗，驗證了walk步態(tài)的穩(wěn)定性。
　　其次，根據零沖擊原則規(guī)劃了三條四足機器人的足端軌跡。對各條足端軌跡進行虛擬樣機仿真分析，根據功率最優(yōu)原則，針對不同的步態(tài)選擇