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《伸縮腿被動(dòng)行走器的動(dòng)力學(xué)建模與仿真》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號(hào)TP24密級公開UDC621學(xué)位論文編號(hào)D-10617-308-(2016)-03058重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文中文題目伸縮腿被動(dòng)行走器的動(dòng)力學(xué)建模與仿真英文題目KineticModelingandSimulationofPassiveWalkingModelwithFlexibleLeg學(xué)學(xué)學(xué)號(hào)號(hào)號(hào)S130301057姓姓姓名名名唐唐唐俊俊俊學(xué)位類別工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)控制控制科學(xué)與工程控制科學(xué)與工程指導(dǎo)教師王平教授完成日期2016年年年5月月月重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要仿人機(jī)器人因?yàn)檫m合人的生活工作環(huán)境，所以是未來的發(fā)展趨勢。而行走是仿人機(jī)器人最基本的功
2、能，成為這項(xiàng)研究的關(guān)鍵基礎(chǔ)。目前仿人機(jī)器人大多采用主動(dòng)行走方式，通過精確控制關(guān)節(jié)的ZMP軌跡來模仿人的步態(tài)，從而導(dǎo)致它們過于昂貴、沉重、復(fù)雜和低效。而被動(dòng)行走具有結(jié)構(gòu)簡單、步態(tài)自然、能耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為突破該難題的新途徑。目前，被動(dòng)行走的基礎(chǔ)模型主要有簡單被動(dòng)行走模型、Compass模型和簡單帶上體被動(dòng)模型等三個(gè)，但均存在腳擦地問題而不能直接應(yīng)用。為此，本文在簡單被動(dòng)行走模型的基礎(chǔ)上，提出全新的伸縮腿被動(dòng)行走模型。在不增加自由度的前提下，克服了腳擦地的問題，同時(shí)該模型還具有自帶被動(dòng)上體、驅(qū)動(dòng)簡單高效等優(yōu)點(diǎn)。主要工作如下：1.設(shè)計(jì)出伸縮腿被動(dòng)行走模型解決被動(dòng)行走腳擦
3、地問題，并利用Newton-Euler正交法推導(dǎo)出該模型的動(dòng)力學(xué)方程。2.結(jié)合Poincaré映射方法，提出了新的不動(dòng)點(diǎn)（平衡點(diǎn)）搜索算法。通過該算法尋找出伸縮腿被動(dòng)行走模型的穩(wěn)定參數(shù)，并通過分析典型步態(tài)特性總結(jié)該模型的步態(tài)特性。3.通過伸縮腿被動(dòng)行走模型大斜坡步態(tài)仿真和誤差初始值步態(tài)仿真的分析，得出該模型相比傳統(tǒng)基礎(chǔ)被動(dòng)行走模型具有更高的穩(wěn)定性。4.對伸縮腿被動(dòng)行走模型的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析，總結(jié)各參數(shù)的意義以及對該模型步態(tài)的影響。5.使用ADAMS軟件對伸縮腿被動(dòng)行走模型進(jìn)行虛擬樣機(jī)仿真。通過對比虛擬樣機(jī)仿真與數(shù)值仿真結(jié)果，驗(yàn)證了該模型動(dòng)力學(xué)建模和數(shù)值仿真的正確性。
4、本文主要提出一種新型的伸縮腿被動(dòng)行走模型，并通過動(dòng)力學(xué)建模分析該模型的各參數(shù)和步態(tài)特性為后續(xù)樣機(jī)的研制提供理論指導(dǎo)。在2015年10月27日，基于伸縮腿被動(dòng)行走模型而設(shè)計(jì)的行走器樣機(jī)——“行者一號(hào)”，打破了由Ranger保持多年的單次行走最遠(yuǎn)距離的世界紀(jì)錄，更說明了本論文研究的伸縮腿被動(dòng)行走模型的價(jià)值。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：被動(dòng)行走，步態(tài)，關(guān)鍵詞：ADAMS仿真，行者一號(hào)I重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAbstractSincehumanoidrobotfitspeople’slivingandworkenvironment,itisfuturedevelopm
5、enttrend.Meanwhile,asthemostfundamentalfunctionofhumanoidrobot,walkinghasbecomethekeybasisofthisresearch.Atpresent,mosthumanoidrobotsadoptinitiative-walkingmode;theyimitatehumangaitbyaccuratelycontrollingarticularAMPtrack,whichcausedhighcost,heavyweightcomplexityandlowefficiency.Howeve
6、r,duetotheadvantagesofsimplestructure,naturalgaitandlowenergyconsumptionofpassivewalking,itbecomesthenewpathofbreakingthroughthisdifficulty.Atpresent,thebasicmodelsofpassivewalkingmainlyaresimplepassivewalkingmodel,Compassmodelandsimplestupperbodypassivemodel,buttheycannotbeapplieddire
7、ctlybecauseofthefrictionwithgroundbyfeet.Onthepremiseofnotaddingfreedomdegree,itovercametheproblemoffrictionwithgroundbyfeet;meanwhile,thismodelhasbuilt-inpassiveupperbodywithsimpleandefficientdrive.Themajorworkisasfollows:1.Todesignapassivewalkingmodelwithflexiblefeetandsolvetheprob
