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仿蛙弹跳机器人运动学仿真及落地碰撞过程分析
近20年以来,仿生机器人研究是一个十分活跃的领域。具有生物体特征和机械结构优点的仿生四足机器人因移动范围广、稳定性好、承载能力强等优良的移动性能以能够在条件恶劣、环境复杂等未知环境及非结构化环境下代替人们完成工作任务,因此仿生四足弹跳机器人成为仿生机器人领域的研究热点。
本文以具有爆发性强、弹跳性能高和灵活性好等优点的青蛙为仿生对象,在分析仿生弹跳机构工作原理及发展现状和青蛙弹跳运动机理的基础上建立仿青蛙弹跳机器人的虚拟样机模型并进行仿真分析,为机器人后续研究提供理论基础,其主要内容概括如下:在综合分析青蛙弹跳机理的基础上,建立线性和非线性机器人后肢弹跳腿模型并进行研究分析;然后建立机器人的结构示意图并进行自由度分析,运用D-H理论分析了机器人准备起跳阶段运动学特性。利用Pro/E和ADAMS建立机器人虚拟样机模型并进行运动学仿真,得到了ADAMS仿真环境下机器人的弹跳位姿、躯干质心的运动曲线、驱动关节角曲线和机器人四肢与地面接触力的变化曲线,并与青蛙弹跳位姿及弹跳过程四肢接触力的变化进行对比分析,验证虚拟样机模型的合理性。

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关键词：机器人 运动学 Adams Adam Dams