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随着科技发展和人类文明程度的提高,移动机器人已逐渐融入人类社会。在广义环境下,轮式是移动机器人的主要行走方式。针对轮式移动机器人的研究,目前多数集中在对轮式移动平台所承载的执行机构上,专门针对轮式移动平台的研究较少,考虑引入悬架的轮式移动平台运动学、动力学的研究更少。本文主要研究目标是加入悬架系统后的轮式移动平台,针对轮式悬架移动平台的运动学及其动力学进行研究。本文主要创新性工作如下: 首先,本文针对轮式移动平台的研究现状进行分析,提出并设计了一种适合轮式移动平台的悬架系统,建立了轮式悬架移动平台的三维实体模型。基于D-H法则对移动平台轮心进行运动学建模,研究参考中心位姿与轮子中心位姿之间的变化关系;对移动平台的运动形式进行分析,包括其直线运动、顺时针运动和逆时针运动,并列出相应的运动方程。 其次,对非结构路面进行分析,在随机激励下建立路面模型。建立四分之一车悬架动力学模型和相对较为真实的七自由度轮式悬架移动平台动力学模型,并列出了模型详细的动力学方程。之后,给出悬架系统性能评价标准。 最后,本文针对轮式移动平台的动力学模型,使用Matlab/Simulink对移动平台各性能评价指标进行仿真,包括对车身垂向加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷、车身俯仰角及侧倾角等变量进行跟踪。对比了悬架系统安装前后,移动平台重要性能指标的仿真曲线。仿真结果为轮式悬架移动平台在“非结构环境”下选择合适的悬架系统提供了帮助,对其在未知路面下行进保持稳定性有着重要的指导意义,也有助于评价移动平台有关的结构参数,为柔性机械手末端定位精度的提高奠定了基础。