真馬運動采集及在六自由度機器馬中的復現(xiàn).pdf

1、隨著社會的快速發(fā)展，機器人技術的應用正在面向人類的生活領域發(fā)展，機器馬運動健身是現(xiàn)代健身的一個發(fā)展方向。傳統(tǒng)的騎馬鍛煉身體需要廣闊的田野，并需要專業(yè)騎馬人士的培訓和輔導，并且還要受到交通的影響，騎馬鍛煉相對來說就變得比較困難,騎機器馬鍛煉身體就具有很現(xiàn)實的意義。本設計主要針對機器馬復現(xiàn)真馬的運動主要做了以下工作：
　　第一，本論文對六自由度并聯(lián)機器馬平臺結構進行了分析，并聯(lián)機器馬平臺的六個滑塊的位移相互作用形成了馬模型的特定位姿，

2、即得出六個自由度滑塊的位移變化決定馬模型空間位姿變化。對機器平臺的機械構成進行數(shù)學分析，建立坐標系得到了六個自由度滑塊的位移變化量函數(shù)。此函數(shù)是由三維加速度數(shù)據(jù)和三維角速度數(shù)據(jù)為輸入轉化成滑塊的位移變化量，實現(xiàn)了由加速度和角速度數(shù)據(jù)來控制馬模型的位姿。
　　第二，對空間運動進行分析，把空間旋轉看做物體按照一定的旋轉順序進行旋轉所得到的由旋轉前狀態(tài)到旋轉末狀態(tài)的變化。得到對應的空間轉動矩陣，結合機器馬平臺與馬模型的關系進一步得到空間

3、轉動函數(shù)，實現(xiàn)了由采集的真馬運動數(shù)據(jù)到平臺的運動數(shù)據(jù)之間的轉化。采用ADIS16355傳感器采集馬的步行和小跑的加速度和角速度運動數(shù)據(jù)，通過AVR單片機把數(shù)據(jù)通過串口存儲在SD卡中。數(shù)據(jù)之間彼此不相互覆蓋，保證了數(shù)據(jù)的準確性。
　　第三，運用Matlab軟件讀取SD卡中存儲的數(shù)據(jù)，得到加速度和角速度數(shù)據(jù)曲線。對加速度和角速度運動數(shù)據(jù)進行分段、插值得到六維的單周期加速度和角速度平均數(shù)據(jù)，依據(jù)非線性特性曲線設計了相應的加速度修正算法和

4、角速度修正算法得到實際單周期的加速度和角速度數(shù)據(jù)曲線。通過分析馬模型與機器馬平臺之間的坐標系關系和空間運動函數(shù)，建立其數(shù)學模型，實現(xiàn)了由馬模型的加速度和角速度數(shù)據(jù)到機器馬平臺的位移和轉角數(shù)據(jù)。把位移和轉角數(shù)據(jù)周期化，進行Matlab仿真并觀測數(shù)據(jù)曲線。最后把數(shù)據(jù)移植給機器馬，實現(xiàn)六自由度機器人對真馬運動軌跡的復現(xiàn)。
　　論文最后敘述了該系統(tǒng)的實驗室制作與實驗過程，并展示了部分實驗結果。把得到的轉角和位移移植給六自由度并聯(lián)機器馬，機