基于氣動(dòng)肌肉的仿青蛙跳躍機(jī)器人的設(shè)計(jì)和軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、仿青蛙跳躍機(jī)器人具有越障能力強(qiáng)、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)的特點(diǎn)。本文對(duì)上一代仿青蛙后腿進(jìn)行了改進(jìn)，采用氣動(dòng)人工肌肉對(duì)仿青蛙機(jī)器人的前肢進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并進(jìn)而完成了整機(jī)的設(shè)計(jì)。本文從運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)器人進(jìn)行了分析，并對(duì)其關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了軌跡規(guī)劃。分別通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)和物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)對(duì)機(jī)器人設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本研究首先需要完成的是對(duì)第二代仿青蛙跳躍機(jī)器人后腿機(jī)構(gòu)的改進(jìn)優(yōu)化以及對(duì)機(jī)器人前肢和整機(jī)的設(shè)計(jì)。將第二代機(jī)器人的踝關(guān)節(jié)

2、氣動(dòng)人工肌肉替換為更大的尺寸以滿足踝關(guān)節(jié)對(duì)力矩的需求。仍然選用氣動(dòng)人工肌肉作為驅(qū)動(dòng)器，完成對(duì)仿青蛙機(jī)器人前肢的設(shè)計(jì)。對(duì)后腿和前肢的相對(duì)位置進(jìn)行配置，進(jìn)而完成對(duì)機(jī)器人的整機(jī)設(shè)計(jì)。在分析機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的過(guò)程中，將機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程依照其在不同階段的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分為三個(gè)部分：地面運(yùn)動(dòng)階段、騰空運(yùn)動(dòng)階段以及著陸運(yùn)動(dòng)階段。對(duì)這三個(gè)階段分別進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的求解。在動(dòng)力學(xué)的分析后建立相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程。在完成對(duì)逆動(dòng)力學(xué)問(wèn)題求解后，可以對(duì)機(jī)器