六足机器人整机运动学分析及构型选择

摘要：

六足机器人整机构型设计和整机运动学模型是机器人样机研制和行为控制的基础.利用GF集理论阐明了六足机器人整机构型设计的实质即为解决机械腿在机身平台上的布局问题,并基于仿生学原理给出了5种整机构型.介绍了一种三自由度并联驱动腿部机构,并利用闭环矢量链及求导的方法建立了基于该腿部机构的六足机器人整机运动学模型.本文给出了六足机器人整机运动学理论及仿真算例,推导出了速度、加速度的理论值及仿真值的拟合图.拟合结果表明:角速度、角加速度的理论值与仿真值的最大误差量级分别为10-2(°)/s和10-3(°)/s2,验证了理论模型的正确性.基于该理论模型,绘制了不同构型下该并联驱动腿的六足机器人的工作空间分布图,选择了工作空间较大的两种整机构型,并对这两种构型下的六足机器人的运动学性能进行对比分析,选择了一种能够更好发挥该腿部机构综合运动能力的整机构型.本文的研究为该六足机器人的后续研究奠定了理论基础.所使用的整机运动学建模方法对其他六足机器人也实用.

关键词：六足机器人、整机构型、运动学模型、运动学性能

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分类号：TP394.1;TH691.9(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划资助项目2013CB035501;机械系统与振动国家重点实验室课题资助项目MSV201506;河北省高等学校科学技术研究项目QN2015185;河北省研究生创新资助项目2016SJBS011

在线出版日期：2017-09-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1832-1842