六足機(jī)器人自主爬行步態(tài)及姿態(tài)控制研究.pdf

1、六足機(jī)器人具有關(guān)節(jié)自由度多、穩(wěn)定性好、承載能力高、地形適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，適合對(duì)一些人類無(wú)法到達(dá)的地方和可能危及人類生命的特殊場(chǎng)合進(jìn)行探索和研究，其優(yōu)越的性能一直是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　本論文的目的是研制一種適用于各種地形的載重六足機(jī)器人平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全方位移動(dòng)及良好的姿態(tài)控制。論文研究工作主要從以下方面展開：
　　首先，針對(duì)六足機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，分析其腿部運(yùn)動(dòng)學(xué)和身體運(yùn)動(dòng)學(xué)，利用幾何法推導(dǎo)其正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，得到足端及機(jī)體位姿與六

2、足機(jī)器人各關(guān)節(jié)角位置的映射關(guān)系；基于鉸接體算法建立移動(dòng)基座六足機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型，并引入關(guān)節(jié)摩擦力及環(huán)境接觸力等影響因素，能夠?yàn)楹罄m(xù)的控制器提供有效的動(dòng)力學(xué)模型。
　　其次，根據(jù)六足機(jī)器期望的運(yùn)動(dòng)速度與方向，采用波動(dòng)步態(tài)算法研究占空比、相對(duì)相位、運(yùn)動(dòng)周期、穩(wěn)定裕度等自主爬行步態(tài)關(guān)鍵參數(shù)的影響；通過(guò)調(diào)整足端速度的水平與垂直分量運(yùn)動(dòng)規(guī)律，計(jì)算足端軌跡，而后基于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型求解關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并由此設(shè)計(jì)出六足機(jī)器人自主爬行步態(tài)算法。