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文檔簡介
1、類人猿機(jī)器人作為一種新型仿生機(jī)器人,國內(nèi)外罕有人進(jìn)行研究。該機(jī)器人每條腿具有6個自由度,四條腿共有24個自由度,在應(yīng)對野外復(fù)雜地面環(huán)境時,體現(xiàn)出了傳統(tǒng)輪式及履帶式機(jī)器人無可比擬的移動靈活性和環(huán)境適應(yīng)性的能力。類人猿機(jī)器人具有多種移動方式,并成功實現(xiàn)了雙足步行、四足步行及攀爬運動,多種移動方式之間可以相互切換。在野外及危險環(huán)境中,人們往往需要借助機(jī)器人輔助完成常規(guī)情況下無法完成的任務(wù),比如外星球空間探索等。因此,本文對類人猿機(jī)器人復(fù)雜地面
2、四足行走及路徑搜索展開了研究。
本文首先分析介紹了類人猿機(jī)器人機(jī)構(gòu)特點及控制系統(tǒng)軟硬件組成,并結(jié)合復(fù)雜地貌提出了間歇爬行自由步態(tài),屬于靜步行步態(tài),即機(jī)器人質(zhì)心始終落在穩(wěn)定投影支撐區(qū)域范圍內(nèi);為了提高復(fù)雜地面全方位步行運動能力,采用定軸轉(zhuǎn)彎步行步態(tài),并且針對自由步行步態(tài)下類人猿機(jī)器人的穩(wěn)定性,采用一種新的穩(wěn)定平衡判據(jù),引用穩(wěn)定裕度概念對類人猿機(jī)器人穩(wěn)定性進(jìn)行評價;為使機(jī)器人順利通過復(fù)雜地形,采用“矩形”擺動腿軌跡規(guī)劃方法,并采用
3、樣條插值方法實現(xiàn)了機(jī)器人足端軌跡位移、速度及加速度的連續(xù)性,減小了關(guān)節(jié)沖擊和地面接觸力沖擊;根據(jù)腿活動空間范圍,對機(jī)器人位姿調(diào)整進(jìn)行了約束,使得機(jī)器人越障能力增強(qiáng);其次,研究了類人猿機(jī)器人在全局地形信息已知的情況下,對地形進(jìn)行劃分,并采用A-star算法對機(jī)器人初始位置和目標(biāo)位置進(jìn)行路徑搜索,并引入了移動代價函數(shù)對所生成路徑進(jìn)行評價。
最后,使用Solidworks建立虛擬樣機(jī)模型和地面模型,根據(jù)理論分析生成復(fù)雜地面環(huán)境下的步
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