具有肢體作業(yè)功能的多足機(jī)器人設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析.pdf

1、輪腿機(jī)器人因?yàn)槠鋵?duì)地面環(huán)境的高度適應(yīng)性從而廣泛應(yīng)用在星球探測(cè)和野外偵查工作中，而六輪腿機(jī)器人系統(tǒng)的高容錯(cuò)性使其可在嚴(yán)苛的路況條件下運(yùn)動(dòng)。由于六條腿的特點(diǎn)，這種機(jī)器人所擁有的肢體操作功能也越來(lái)越受到各國(guó)學(xué)者的廣泛關(guān)注。
　　本文應(yīng)用仿生學(xué)，根據(jù)輪腿機(jī)器人及多關(guān)節(jié)機(jī)械臂的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種具有肢體作業(yè)功能的六輪腿機(jī)器人。優(yōu)化了機(jī)器人的機(jī)構(gòu)，完成了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能的評(píng)價(jià)，并對(duì)機(jī)器人肢體操作時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析，具體工作如下:
　　首先

2、，完成整體方案設(shè)計(jì)，確定了機(jī)器人的肢體數(shù)目;參考一般腿式機(jī)器人的本體機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，確定了機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu);根據(jù)昆蟲(chóng)仿生學(xué)、自由度分析及肢體操作的需求完成了單腿的構(gòu)型設(shè)計(jì)，再進(jìn)行單腿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成了每個(gè)關(guān)節(jié)的具體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在單腿運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，提出了一種新的單腿工作空間大小優(yōu)化方法，并使用這種方法進(jìn)行了單腿的尺度優(yōu)化;同時(shí)完成了幾種典型的末端執(zhí)行器及其驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)。
　　第二，在所設(shè)計(jì)的六輪腿機(jī)器人構(gòu)型的基礎(chǔ)上，分別使用不同的判

3、定法則對(duì)機(jī)器人在水平面進(jìn)行四種“3+3”步態(tài)行走時(shí)和在斜坡進(jìn)行雙臂夾持“3+1”爬行時(shí)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析;根據(jù)輪腿結(jié)合的方式，提出了步行運(yùn)動(dòng)模式和輪行運(yùn)動(dòng)模式之間的切換方法;對(duì)四種不同的輪行轉(zhuǎn)彎模式進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。
　　第三，根據(jù)機(jī)器人不同的肢體操作需求，介紹了本六輪腿機(jī)器人進(jìn)行肢體操作的三種不同模式。著重闡述了使用雙肢體進(jìn)行夾持操作時(shí)的穩(wěn)定性條件;考慮本體參與協(xié)調(diào)操作，完成了雙肢體夾持時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析研究。
　　最后，對(duì)所