類壁虎機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃研究及運動控制系統(tǒng)研制.pdf

1、類壁虎機(jī)器人作為仿生機(jī)器人的一個重要分支，是當(dāng)前特種機(jī)器人研究的熱點。壁虎有著很強(qiáng)的運動靈活性，對行走地面的適應(yīng)能力強(qiáng)，通過學(xué)習(xí)和模仿壁虎研制的類壁虎機(jī)器人繼承了壁虎運動上的優(yōu)點，具有廣闊的發(fā)展前景。 本文首先介紹了爬壁機(jī)器人的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展情況。然后論述了足式步行機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)理論。基于對大壁虎解剖學(xué)和運動方式的研究，設(shè)計了類壁虎爬壁機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動形式。對機(jī)器人腿部關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)分析，推導(dǎo)了機(jī)器人三自由度手臂

2、的運動學(xué)方程，并在此基礎(chǔ)上求解了機(jī)器人單足的工作空間和越障能力。針對第一代機(jī)器人結(jié)構(gòu)和驅(qū)動上存在的問題，設(shè)計了具有主動脫附和吸附功能的改進(jìn)型機(jī)器人。簡要介紹了足式步行機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃及仿真，針對本文研究的類壁虎爬壁機(jī)器人，設(shè)計了對角小跑步態(tài)、三角爬行步態(tài)和原地轉(zhuǎn)向步態(tài)，解決了機(jī)器人運動中的過驅(qū)動問題。在MSC.ADAMS軟件中建立機(jī)器人的虛擬樣機(jī)并進(jìn)行了步態(tài)仿真，檢驗了機(jī)器人結(jié)構(gòu)和步態(tài)的可行性。同時規(guī)劃了改進(jìn)型機(jī)器人的步態(tài)并進(jìn)行仿真分析，