基于躯干机构的六足移动机器人的设计与运动性能分析

发布时间：2025-04-22 22:38

　　与轮式或者履带式机器人相比,六足移动机器人可以调节腿部机构,实现了落足点为离散的点,使机器人在跨越障碍运动中重心得了稳定,更适合在非结构化环境下工作。因此,六足机器人得到了广泛的关注和研究,但是目前的大多数六足移动机器人仅具备了基本、灵活度不高的运动能力,而缺少自身冗余的其他结构创新来配合腿部机构进一步实现多模式、灵活度更高的运动能力。针对这一问题,本文设计了一种基于躯干机构的六足移动机器人,并开展了相关的运动性能研究。首先,根据机器人在复杂环境下的工作性能要求,进行了基于躯干机构的六足移动机器人结构设计。然后,通过构造矢量封闭方法求得躯干机构逆解位姿方程,利用对逆解方程的时间求导法构建了机构速度和加速数学模型。其次,基于雅克比矩阵,利用虚功原理求得了躯干机构中运动平台与主动杆和从动杆件之间的约束静力、刚度、灵巧度以及工作空间的运动性能方程,另外,通过D-H法建立了该六足移动机器人的躯干机构中驱动支链长度、腿关节转角和足端空间位置之间的数学关系模型。接着,采用三角步态对该六足移动机器人进行了直线行走、转弯避障以及滚动的步态规划与步长计算,结合六足移动机器人的虚拟样机仿真分析,验证了步态规...

【文章页数】：167 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?ＡＴＨＬＥＴＥ机器人?

。其次，基于四级并串４－ＳＰＳ／Ｕ式躯干机构，协调变形腿和滚动机构运??动的机理，创新设计了一种基于躯干机构的六足移动机器人。它既能通过躯??干机构的重心调整，实现腿部机构提高的离散落足点运动范围以及在复杂多??变环境中转弯避障和攀爬的运动能力，也能切换为滚动模式来增强多模式运?....

图１－２可变形六足移动机器人??

。其次，基于四级并串４－ＳＰＳ／Ｕ式躯干机构，协调变形腿和滚动机构运??动的机理，创新设计了一种基于躯干机构的六足移动机器人。它既能通过躯??干机构的重心调整，实现腿部机构提高的离散落足点运动范围以及在复杂多??变环境中转弯避障和攀爬的运动能力，也能切换为滚动模式来增强多模式运?....

图１－３轮屜复合式移动机器人??１－４，一运Ｍ

?山东大学硕士学位论文???如图１－２所示，Ｐｈｉｐｐｓ等人提出了一种可变形六足移动机器人，当六足??移动机构收缩时可实现球形滚动，而六足张开时就能通过腿足进行移动。其??缺点是缺少躯干中心调整，无法攀爬大坡度的地形。如图１－３所示的轮履复??合式移动机器人Ｗ，两边采用轮式移动机....

图１－５?—种仿生可重构滚动爬行机器人

山东大学硕士学位论文??伸出外壳便可以进行四足爬行。但是结构复杂、运动范围有限，很难适应爬??越崎岖地形。??％％％??图１－５?—种仿生可重构滚动爬行机器人图１－６?—种多运动模式的四足步行机器人??我国关于移动机器人的研宄基础还是比较弱，主要采取借鉴、吸收和创??新的研宄思路....

本文编号：4040819