基于旋量理论的多足机器人建模与运动分析

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flyhiger
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近几十年来,我国在基础设施建设方面取得了举世瞩目的成就,而由于安全问题频出,亟需新型的有针对性的检测方案。本课题设计的是一款针对高层建筑墙体和大型桥梁等环境下的多足机器人检测平台,该机器人有六条腿,属于并联机器人的一种,它具有良好的环境适应能力和运动灵活性,不仅可以在平地上完成各种运动,而且可以攀爬到墙体侧面进行检测作业。本文主要从机械结构设计、正逆运动学分析、运动性能分析、步态规划和仿真分析等方面开展研究工作。本文首先介绍了本课题的研究意义和来源,并对国内外相关领域的研究现状进行了概述,分析了多足机器人研究中的关键问题,奠定本文的研究意义和设计思路。同时,从整体结构和控制系统方面对多足机器人样机的总体设计进行介绍。接着,基于D-H参数法和旋量理论分别建立了多足机器人正运动学模型,所得模型一致,同时,对两种方法之间的关系进行分析,得出两种建模方法都可以对同一问题进行分析,只是描述方法不同的结论,并且两种方法存在转换关系。在建立了正运动学模型的基础上,通过解方程组的方式求出了机器人的逆运动学解,并在ROS(Robot Operating System)下的Gazebo仿真软件中得到验证。然后,为了使机器人的运动更加稳定、柔顺、灵活,基于旋量理论建立了多足机器人的速度和加速度模型,得到了机器人末端速度和加速度与各个关节之间的关系;在机器人速度雅可比矩阵的基础上,分析机器人的奇异性问题,得出了机器人出现奇异位形的条件,同时使用雅可比条件数和可操作度两种度量指标定量的对机器人的灵巧度性能进行分析,在Matlab软件中得到了各关节对机器人灵巧度的影响曲线。最后,对多足机器人进行步态规划研究,分别针对直线行走、转向、爬墙运动需求设计步态,并在ROS中的Gazebo仿真环境下针对几种运动步态进行仿真分析,并在最后在实体样机上进行了运动步态实验。
其他文献
在特定的生存环境中,广西南部地区京族传统体育的产生多与其生产生活、风俗习惯以及宗教信仰密切相关;因此,在原始发展时期京族传统体育便更多作为京族对物质需求以及生理需求的手段。而随着经济、政策以及社会历史的变迁发展,已然从原始的需求目的更多的转变为精神需求的满足。但日益变化的审美与实践,也导致了京族许多传统体育活动消失在京族人群中,大家也是用“听说”来阐释本民族的一些体育活动;因此,对于大力传承与发展
乌头碱类植物常用酒泡制后外用或者口服治疗风湿性关节痛、腰痛等,或煎煮后服用滋补身体,有较好的疗效。临床上因泡制或服用不当乃致误服导致中毒的病例较常见。轻者口舌及四肢
<正>学生初学因式分解时,常由于对因式分解的概念理解不清,法则和公式理解得不够全面而导致错误.下面归纳几种常见错误,并分析其原因.一、概念不清例1分解因式:m~2-3m+2.错解
多孔碳材料具有丰富的孔道结构、高比表面积、高导电性、结构稳定等特性,广泛应用于锂离子电池、超级电容器等储能领域。木质素是一种富含芳香环的可再生天然高分子,碳含量高达5060%,是制备多孔碳材料的理想前驱体,然而,对木质素直接碳化会导致其结构发生严重的塌陷和团聚。作为锂离子电池负极材料,纳米二氧化硅(SiO_2)具有高比容量、高倍率、结构稳定和储量丰富等优点,但是其充放电过程中严重的体积膨胀和聚集效
针对加速度计输出信号微弱的特点,提出了一种基于TMS320F28335、CPLD以及AD7760的高精度数据采集系统设计.加速度计的输出信号经过信号调理电路后进入24位精度AD7760完成模数
根据山东省采煤塌陷地的实际情况,以地貌类型、积水情况、地理位置、塌陷深度为依据,对山东省采煤塌陷地进行治理模式分区,对山东省采煤塌陷地的统一规划提供基本依据。
通过对江西省绿色信贷、绿色债券、绿色产业基金、碳排放权交易、绿色保险等五方面描述江西绿色金融发展历程和现状,在此基础上,分析其中存在的主要问题:政府针对性政策缺乏
<正>目前,交通银行已依托创新实验室对区块链、人工智能等新兴技术开展基础研究,对大数据、生物识别等已有储备技术开展在金融业的综合应用研究。同时与金融科技企业、高校保
目的探讨再生口腔检查器械取代一次性口腔诊疗盘的可行性及实用性,以减少使用一次性口腔诊疗盘所导致的资源浪费和环境污染。方法收集相关信息及数据并进行成本核算,从多方面
安全经济学的研究起步较晚,目前尚未形成比较完整的、系统的安全经济学理论体系,更没有形成完备的安全经济学学科.国内外有关的安全经济学研究,从严格的科学意义上来讲,只能