基于4自由度操作臂无冲击轨迹规划及动力学仿真分析

在机器人操作臂的研究过程中,其运动轨迹规划及动力学分析是重要部分。针对验电及架设接地线4自由度操作臂的结构特点,采用拉格朗日法建立了动力学模型,并进行了动力学分析,在4阶多项式规划的基础上提出了无冲击轨迹规划。利用Matlab中的Simulink模块得到各关节的力矩、力随时间变化的曲线。运用Adams软件对其进行动力学仿真,得到各关节的力矩、力仿真曲线;与Simulink计算出来的曲线进行对比,确定了动力学分析的正确性,为结构设计和系统控制奠定了基础。

四足机器人单自由度腿部优化设计及仿真

基于仿生原理的四足机器人是当今国内外众多学者研究的热点。针对四足机器人运动平稳性的要求,提出了一种竖直方向改进型等速运动规律和前进方向仿生运动规律相结合的无冲击足端轨迹形式,推导出分段函数表达式;针对四足机器人存在的驱动多、腿部刚度弱的情况,构思了一种由两个曲柄摇杆机构、同步带传动和一对外啮合圆柱齿轮传动组成的单自由度的新型腿部机构,并建立该机构的运动学模型,推导了其足端的坐标;综合利用遗传算法和非线性优化一般方法,以无冲击的足端轨迹的逼近度为目标,优化计算了机构各构件的最佳运动尺寸和初始位置;使用三维建模软件搭建简化的虚拟样机模型,并导入到Adams软件中进行了Trot步态仿真试验,运动效果达到了预期设计。所提出的无冲击轨迹可以为其他足式机器人的足端轨迹规划提供参考,由两个曲柄摇杆机构组成的多连杆腿部机构优化设计方法为足式机器人腿部设计提供了基础和创新思路。