四足機(jī)器人結(jié)構(gòu)化地貌典型步態(tài)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的輪式或履帶式移動機(jī)器人比較適合在平坦路面上運(yùn)行，而在崎嶇的非平坦路面上步行機(jī)器人比輪式或履帶式機(jī)器人更有優(yōu)勢。由于四足機(jī)器人在穩(wěn)定性和承載能力上優(yōu)于雙足機(jī)器人，在結(jié)構(gòu)和控制上又比六足和八足步行機(jī)器人簡單，因此四足機(jī)器人成為移動機(jī)器研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。
　　本文主要研究了四足機(jī)器人典型步態(tài)產(chǎn)生方法，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了相關(guān)方法的正確性和可行性。研究內(nèi)容概述如下。
　　(1)介紹了四足機(jī)器人的機(jī)構(gòu)特性，機(jī)器人運(yùn)動方式的表示方法

2、，采用D-H坐標(biāo)建立了四足機(jī)器人單腿運(yùn)動學(xué)方程，并完成了機(jī)器人腿部運(yùn)動學(xué)的正解和逆解。
　　(2)介紹了四足機(jī)器人步態(tài)方法，穩(wěn)定裕度表示方法。設(shè)計(jì)了平面直線行走，平面轉(zhuǎn)彎，斜面爬行和臺階爬行等典型步態(tài)。針對平面直線行走，設(shè)計(jì)了機(jī)器人質(zhì)心速度均勻和非均勻兩種步態(tài)，并對其運(yùn)動特性和關(guān)節(jié)受力做了對比研究；針對平面轉(zhuǎn)彎步，提出了四足機(jī)器人定點(diǎn)轉(zhuǎn)彎步態(tài)方法，設(shè)計(jì)了左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)兩種步態(tài)，并對兩種步態(tài)運(yùn)動特性和單腿關(guān)節(jié)受力進(jìn)行了對比研究；針對機(jī)器

3、人斜坡爬行步態(tài)，介紹斜坡爬行方法，斜坡爬行穩(wěn)定性計(jì)算方法以及斜坡爬行單腿最佳運(yùn)動軌跡的選擇方法，并對機(jī)器人在5度，10度和15度三種不同坡度的斜坡面的行走進(jìn)行了仿真對比；在機(jī)器人臺階爬行小節(jié)中主要對各種臺階進(jìn)行分類，并對機(jī)器人上下臺階爬行進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)仿真對比。
　　(3)設(shè)計(jì)了一種四足機(jī)器人原理樣機(jī)。完成了四足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，驅(qū)動電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。
　　(4)利用完成的四足機(jī)器人進(jìn)行了平面直行，平面轉(zhuǎn)彎，斜坡爬行和臺階爬