仿人機(jī)器人下肢機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、仿人雙足機(jī)器人是近年來熱門的研究領(lǐng)域，它擁有與人類似的外表，具有適應(yīng)復(fù)雜地形和環(huán)境的靈活的行走方式。它能協(xié)助人類完成各種任務(wù)，并且能夠在危險(xiǎn)環(huán)境中代替人類作業(yè)，應(yīng)用前景廣闊。因此，研究仿人機(jī)器人具有很高的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)際意義。這其中，液壓驅(qū)動(dòng)仿人機(jī)器人是該領(lǐng)域中最前沿的課題，液壓驅(qū)動(dòng)因此輸出功率密度大，更適合需要負(fù)重載的野外作業(yè)的機(jī)器人。本文就是基于液壓驅(qū)動(dòng)仿人機(jī)器人的工程實(shí)際問題展開研究，完成仿人機(jī)器人下肢的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和樣機(jī)研制，還有與機(jī)

2、器人相關(guān)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析研究和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。主要完成如下研究工作：
　　首先對(duì)人體下肢肢體運(yùn)動(dòng)機(jī)理進(jìn)行分析，分析各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)功能。然后根據(jù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)目的和功能，結(jié)合液壓驅(qū)動(dòng)的方式，以及機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)動(dòng)需要，仿生設(shè)計(jì)機(jī)器人的下肢各關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，使得各關(guān)節(jié)能夠滿足機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)要求。
　　結(jié)合設(shè)計(jì)的機(jī)器人下肢結(jié)構(gòu)，完成關(guān)節(jié)的連桿結(jié)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得到液壓缸輸出和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的關(guān)系。并對(duì)踝關(guān)節(jié)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行液壓缸不同步

3、運(yùn)動(dòng)誤差和加工裝配誤差分析。綜合這些分析，指導(dǎo)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)。然后對(duì)整個(gè)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，采用D-H參數(shù)法，建立機(jī)器人單腿支撐階段的全身的正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并對(duì)單腿六自由度的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求逆解。然后簡(jiǎn)要研究仿人機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析簡(jiǎn)化模型的方法。
　　完成機(jī)器人的行走步態(tài)規(guī)劃，并在ADAMS軟件中完成行走仿真。在仿真的基礎(chǔ)上，對(duì)處于危險(xiǎn)狀態(tài)的機(jī)器人進(jìn)行有限元分析，包括靜態(tài)支撐負(fù)載分析和模態(tài)分析，避免機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)或者破壞。最后