仿生学是涉及机械学、控制学、计算机等多领域的学科,其具有许多前沿科技水平难以逾越的技术障碍,研究难度大。如今,机器人的研究范围已经摆脱结构环境下的定点作业,走向精密雷达、水中声纳、航空航天、地下管路、医治疾病等非结构环境下的自主作业领域,并且将会到达人类不能或难以到达已知或未知环境,处理人类所面临的急迫问题。在仿生机器人中,由于C形腿仿生六足机器人在沙基(流动的地面,例如沙地和泥土)环境中的快速通过性能,而倍受国内外学者的广泛关注,虽然是在松软沙基中行走性能最好的机器人,但是滑转率仍然过大。针对滑转率过大的缺点,本课题研制C形腿地面动力学实验装置,使C形腿在动态、静态情况下在沙基中转动,检测C形腿多点处所受的正压力、切向力和角位移。目的是使C形腿在沙基中所处正压力和切向力的合力最大时的运动时间更长,为后续项目提供实验平台,为C形腿数学模型的建立提供数据支持。本论文研究的内容如下:(1)C形腿地面动力学实验装置硬件研制。根据C形腿负载运动情况,选择交流伺服系统、旋转编码器、供电电源、西门子S7-200系统、压力传感器等电气元件构成实验装置的电气部分。滑轨、减速机等构成机械部分。在安装压力传感器时,合理将压力传感器嵌于C形腿内部,保证所检测C形腿多点处受到的正压力和切向力有效、精确。(2)采用西门子S7-200系列CUP226、模拟量输入/输出模块(235-0KD22-0XA0)对角位移,正压力,切向力三个参数进行数据采集,应用STEP7Micro/Win32软件编写PLC程序,并且利用VB6.0和STEP7实现上位机与S7-200系统有效通讯,将实验所采集的数据存储于SQL Server数据库,为后续C形腿数学模型的建立和自适应控制系统的研究提供数据支持。