全對(duì)稱球形機(jī)器人的設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)分析及計(jì)算機(jī)仿真.pdf

1、隨著人類活動(dòng)領(lǐng)域的擴(kuò)大和探索過(guò)程的深化，常見(jiàn)的輪式、腿式、履帶式移動(dòng)機(jī)器人在某些惡劣的環(huán)境中已難以運(yùn)用。球形機(jī)器人的特殊結(jié)構(gòu)使之非常適合在缺少人為干預(yù)的惡劣環(huán)境（如外星球、野外等）中運(yùn)用，其在惡劣環(huán)境下都可以保持系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定，且不存在失穩(wěn)狀態(tài)，甚至即使是與靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的障礙發(fā)生碰撞也可以在經(jīng)過(guò)短暫的自身調(diào)整后恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。同時(shí)球形機(jī)器人既具有像輪式移動(dòng)機(jī)器人的快速行走能力，又能像腿式機(jī)器人一樣，在不平整的復(fù)雜地形中運(yùn)動(dòng)。 針對(duì)目前

2、相關(guān)研究的不足，本文提出一種完全對(duì)稱結(jié)構(gòu)的球形機(jī)器人。該球形機(jī)器人由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩組螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)球殼滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)改變球內(nèi)部分的重心位置來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。 文中創(chuàng)建模型時(shí)將球殼與內(nèi)部機(jī)構(gòu)分離，把球內(nèi)部分完全看成是球殼的驅(qū)動(dòng)力，使理論分析得以合理簡(jiǎn)化，實(shí)現(xiàn)了利用力學(xué)的達(dá)朗貝爾-拉格朗日變分原理和非完整系統(tǒng)理論對(duì)球形機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的精確解算。然后根據(jù)具體運(yùn)動(dòng)情況分為六種工作狀態(tài)在ADAMS中分別建模，并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，從仿真結(jié)