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摘要：機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)是一門新興的交叉型學(xué)科，它的內(nèi)容涵蓋電子，力，生物，系統(tǒng)工程，計(jì)算機(jī)學(xué)和人工智能學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)。四足機(jī)器人比兩足機(jī)器人更穩(wěn)定，可以避免冗余和六腿機(jī)器人的復(fù)雜性。首先，分析了機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，計(jì)算了步行過程中四條腿，三條腿和單條腿的自由度。然后建立四足機(jī)器人的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，將上平臺(tái)相對(duì)于下平臺(tái)的位置定義為T，然后求解的技巧是使用平行運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解每個(gè)足底相對(duì)于平臺(tái)的位置。然后，建立單腿運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，根據(jù)腳趾在基座坐標(biāo)中的位置，從而對(duì)三個(gè)關(guān)節(jié)角進(jìn)行排序。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)約束關(guān)節(jié)的力學(xué)分析機(jī)器人身體的空間極限運(yùn)動(dòng)范圍。步態(tài)規(guī)劃是本文的重點(diǎn)。根據(jù)本文設(shè)定的假設(shè)，在保證穩(wěn)定性的條件下，它可能是最優(yōu)的，并且在能耗，效率和運(yùn)動(dòng)空間方面是最優(yōu)的。然后在移動(dòng)空間的約束下討論相應(yīng)的初始姿態(tài)。靜態(tài)穩(wěn)定性是保證穩(wěn)定步行的最基本的前提。為了獲得更大的穩(wěn)定裕度，我們首先計(jì)算出固定重心的靜態(tài)步態(tài)。在此基礎(chǔ)上，計(jì)劃采用靜態(tài)步態(tài)來提高動(dòng)作的平滑度。為了解決在凹凸不平的地面行走的問題，采用了一個(gè)拋物線型的跨越步行過程。同時(shí)在結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間關(guān)系的穩(wěn)定性邊界上，給出了這兩種穩(wěn)定性的進(jìn)展。 關(guān)鍵詞：四足；機(jī)器人；步態(tài)規(guī)劃；穩(wěn)定行走
目錄 摘要 ABSTRACT 第一章 緒論-1 1.1.課題研究背景、意義-1 1.2. 四足機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)-1 1.3. 四足機(jī)器人發(fā)展趨勢-2 1.4.課題研究的基本內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及要解決的主要問題-3 1.5 本章小結(jié)-5 第二章 四足機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃及穩(wěn)定性分析-6 2.1四足機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)介紹-6 2.2 四足機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃-6 2.2.2 步態(tài)規(guī)劃及時(shí)序分析-7 2.3步態(tài)分析指令-8 2.4正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析-11 2.5逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析-13 2.6仿真模擬-15 2.7 靜態(tài)穩(wěn)定性判斷-16 2.8本章小結(jié)-17 第三章 四足機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-18 3.1四足機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-18 3.2關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃控制器硬件設(shè)計(jì)-18 3.2.1 控制器-19 3.2.2行走機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)-19 3.3控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)-19 3.3.1控制程序-21 3.3.2直行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖-22 3.4本章小結(jié)-23 總結(jié)-24 致謝-25 參考文獻(xiàn)-26 |
