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教学用六足机器甲虫步态研究

作　者: 毛明艳
导　师: 何岭松
学　校: 华中科技大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 六足机器甲虫运动学分析步态规划仿真
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文以深圳德普施科技公司生产的DRROB604六足机器甲虫为对象,在运动学分析的基础上,研究了该教学六足机器甲虫稳定爬行的基本步态,并进行了软件运动仿真和实物运动检验。首先,分析了DRROB604六足机器甲虫的机械结构,建立了单腿的腿部运动学方程,在此基础上对该六足机器甲虫整体进行了运动学正解和反解分析。其次,对该六足机器甲虫的基本步态进行了研究,包括三角定点转弯步态、三角直行步态和蟹行步态;以及由基本步态组成的复合步态,包括避障步态和巡线步态。给出了不同步态下单组步态最大转动角度、最大跨距和最大平移距离等参数,并给出了每个步态中各关节的转动角度参数。然后,利用ADAMS软件对六足机器甲虫进行了建模,将基本步态参数代入其中进行了理论仿真,仿真实验结果表明了基本步态在理论上的正确性;其次将基本步态编写为DRROB604六足机器甲虫运动控制程序,对该六足机器甲虫进行了爬行实验,并针对实验中由于间隙等机械结构带来的运动误差进行了分析,给出了考虑机械结构误差的带补偿的基本步态参数,实验结果表明了其有效性。最后,将基本步态组合成避障步态和巡线步态,利用DRROB604六足机器甲虫采集的外部信息,进行了巡线控制实验和避障控制实验。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题的背景和意义  8
  1.2 国内外六足原型机的发展概况  8-11
  1.3 六足机器人步态控制的研究现状  11-13
  1.4 本文主要内容  13-15
2 DRROB604 六足机器甲虫运动学分析  15-22
  2.1 DRROB604 六足机器甲虫介绍  15-17
  2.2 单腿的运动学分析  17-19
  2.3 整体的运动学正解和反解分析  19-21
  2.4 本章小结  21-22
3 DRROB604 六足机器甲虫步态规划  22-41
  3.1 三角定点转弯步态  22-29
  3.2 三角直行步态  29-33
  3.3 蟹行步态  33-37
  3.4 复合步态  37-40
  3.5 本章总结  40-41
4 DRROB604 六足机器甲虫步态仿真  41-52
  4.1 仿真建模和仿真参数设定  41-44
  4.2 定点转弯步态运动仿真  44-47
  4.3 三角直行步态运动仿真  47-49
  4.4 蟹行步态的仿真及分析  49-51
  4.5 本章总结  51-52
5 DRROB604 六足机器甲虫爬行实验  52-74
  5.1 DRROB604 六足机器甲虫控制程序设计  52-55
  5.2 基本步态运动实验和运动误差的补偿  55-69
  5.3 避障实验与巡线实验  69-73
  5.4 本章总结  73-74
6 总结与展望  74-76
  6.1 全文总结  74
  6.2 展望及今后工作建议  74-76
致谢  76-77
参考文献  77-81
附录攻读学位期间获得的研究成果  81

教学用六足机器甲虫步态研究

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