六足步行机器人腿部机构运动学分析

发布时间：2018-02-10 15:58

  本文关键词： 机器人 计算机仿真 运动学 雅可比矩阵 轨迹规划　出处：《农业工程学报》2016年09期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为了提高农业自动化程度,拓宽农业机器人的应用范围,提高农业机器人对工作环境的适应性及工作的灵活性,该文介绍了一种六足步行机器人三自由度腿部机构。该机构由并联驱动机构和行走机构组成,既具有并联机构的特点,又具有很好的防护性。该文建立了驱动机构动平台线速度与角速度之间的关系矩阵和该腿部机构全雅可比矩阵,绘制了全雅可比矩阵条件数分布图,建立了并联驱动机构和腿部行走机构显式3×3×3形式Hessian矩阵。在满足步矩为300 mm、越障高度为200 mm的条件下,利用组合多项式的方法,对该腿部足端进行轨迹规划,并求出了足端轨迹函数。将该轨迹函数作为足端输入,分别绘制了机构驱动关节在摆动相的角速度、角加速度理论曲线和虚拟样机仿真曲线。分析曲线中的数据可得角速度、角加速度的理论与仿真结果相近度均可达到10-3 mm,从而验证了理论分析的正确性。该研究为六足机器人的开发和控制提供了参考。
[Abstract]:In order to improve the degree of agricultural automation, widen the scope of application of agricultural robots, improve the adaptability of agricultural robots to the working environment and work flexibility, This paper introduces a three-degree-of-freedom leg mechanism of a six-legged walking robot. The mechanism consists of a parallel driving mechanism and a walking mechanism, which has the characteristics of a parallel mechanism. In this paper, the relation matrix between the linear velocity and angular velocity of the driving platform and the full Jacobian matrix of the leg mechanism are established, and the distribution map of the condition number of the full Jacobian matrix is drawn. The explicit 3 脳 3 脳 3 Hessian matrix of parallel drive mechanism and leg walking mechanism is established. Under the condition that the step moment is 300mm and the obstacle height is 200mm, the trajectory planning of the leg foot is carried out by using the method of combinatorial polynomial. The angular velocity, angular acceleration theory curve and virtual prototype simulation curve of the mechanism driving joint in the swing phase are plotted respectively. The angular velocity can be obtained by analyzing the data in the curve. The theoretical and simulation results of angular acceleration can reach 10-3 mm, which verifies the correctness of the theoretical analysis. The research provides a reference for the development and control of hexapod robot.
【作者单位】： 燕山大学机械工程学院;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室;
【基金】：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)
【分类号】：TP242

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本文编号：1500892