随着救援机器人技术的发展与应用,其运动灵活性及智能化等方面的研究受到越来越多的重视。其中动力学模型的建立对于机器人的各种性能有着重要的影响,本文采用多体系统离散时间传递矩阵方法进行动力学建模。具体内容包括以下几个方面,结合实际灾难环境,初步设计一款营救机器人结构模型,对其进行动力学建模、数值仿真分析及轨迹规划等方面的研究。首先对救援机器人的功能进行分析,提出救援机器人的设计思路,即辅助救援人员将伤者带出灾难现场。结构模型包括以下几个主要方面:可以容纳伤员的舱体结构,利用传送带将伤者运到舱体内的转运结构,可以识别受伤者等功能的机械臂结构;底盘包括行走机构,传动方案及驱动电机等的选择;最后进行布局及确定整体的三维模型。采用多体系统离散时间传递矩阵法建立空间运动救援机器人的动力学方程,从多刚体系统动力学的角度,利用离散时间传递矩阵法,结合线性纽马克-β积分法和非线性函数,建立救援机器人的移动车体与机械臂整体的运动学与动力学统一模型。结合所设计的救援机器人,提取其基本参数。根据运动情况,讨论边界条件,并用MATLAB软件进行数值仿真研究,得到救援机器人在运动过程中各个关节位移、旋转角度、内力与力矩的曲线图,最后对机器人的运动进行力学特性分析。为验证传递矩阵法模型的正确性,应用D-H坐标法得到运动学模型的曲线,对其位移曲线进行比较,结果表明传递矩阵法所得结果正确。最后分析灾害现场的环境与救援任务,将任务进行划分,得到子任务。采用关节空间过路径点的三次多项式插值法,对理想情况下的一个子任务进行轨迹规划。利用MATLAB软件得到角度,角速度和角加速度关于时间的运动曲线。所得的曲线光滑,该方法具有可行性。