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四杆张拉整体机器人的运动性能分析

更新时间：2020-03-24 13:12:32 大小：5M 上传用户：守着阳光1985查看TA发布的资源 标签：机器人 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

随着科技不断的发展创新，移动机器人有时已经能够代替人类从事一些活动，被广泛应用于各个领域。张拉整体机器人是移动机器人研究的新方向，同时也是张拉整体结构研究的新方向，它所具有的易变形、质量轻、力学性能优异特点是轮式和腿式移动机器人所不具备的。本文以四杆张拉整体机器人为研究对象进行了深入的研究，主要包括结构的建立、运动学分析、步态的改进分析、碰撞动力学分析、实物样机的改进及直线运动分析，具体的研究内容及成果如下：

  首先对四杆张拉整体机器人进行运动学分析。通过建立节点矩阵、杆构件矩阵、索构件矩阵、和其之间的连接矩阵，建立起结构的数学模型。以杆构件的两端节点为研究对象，结合奇异值分解的方法推导出节点的速度表达式，得到节点的运动状态。并将分解出的因子k与机构势能最速下降方向的推导结合，得到一种新的节点速度表达形式。

  其次对步态设定进行改进分析。在理论着地点不变的情况下，分析新设定的单侧驱动步态的实际着地点拟合情况，并与双侧驱动步态进行对比，汇总了在不同摩擦系数的地面运动时的步态偏差。以单侧驱动步态拉动对角索时，对重心的偏移情况进行了分析。

  接着对结构与地面的碰撞动力学进行理论分析。推导出碰撞时的动能、势能、变形能，对动力学方程进行推导分析。接下来利用推导出的参数对刚体碰撞和柔性体碰撞方程进行分析，通过动量平衡法推导出柔性杆体与地面斜碰撞的动力学方程。最后利用ADAMS软件对运动和碰撞进行仿真，验证了理论的可行性。

  最后对样机进行改进与试验。选择步进电机并对电机的控制系统进行分析，硬件系统选取单片机控制器和 ULN2003驱动器，分析软件系统程序的编写思路。然后对实物样机模型进行了改进，以新设定的单侧驱动步态方式进行翻转试验，验证了理论的正确性，并且使运动性能得到改善。

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