蛇形機器人蠕動、蜿蜒運動運動特性的研究.pdf

1、蛇形機器人是高冗余度系統(tǒng),在倒塌建筑物中的搶險救災、軍事偵察、星際探索等高危險環(huán)境下具有廣闊的應用前景.近年來,國外學者為推動蛇行機器人的發(fā)展作了許多工作.但是在某些領域的研究還需要進一步探討,或者建立的模型針對性太強,缺乏通用性,或者所作的研究僅停留在理論層面.針對目前蛇形機器人研究領域的薄弱環(huán)節(jié),本文的研究重點主要放在兩個方面:(1)蛇形機器人關節(jié)軸平行于地面的蠕動前人曾用脊梁曲線模型法對該運動步態(tài)進行分析,但并沒有提出可用于實際蛇

2、形機器人的步態(tài)規(guī)劃方法.本文基于連桿系統(tǒng)全面、系統(tǒng)地分析了蛇形機器人蠕動步態(tài),建立了蛇形機器人蠕動步態(tài)的運動學和動力學方程,并且給出了運動平穩(wěn)、且易控制的兩種蠕動步態(tài)的推進波形.(2)蛇形機器人在水平面上的蜿蜒運動早期的蛇形機器人,為了更逼真的模仿生物蛇的運動,蛇體的底部均裝有滾動輪;滾動輪一方面加大了蛇形機器人法線方向的摩擦力,另一方面減小了切向方向的摩擦力.因此早期的蜿蜒運動模型,均忽略了蛇形機器人各模塊在法線方向的位移;本文的最大