仿生轮腿式月球车运动学建模与虚拟样机仿真分析
浅析月球车仿真系统中若干视景真实感实现技术
浅析月球车仿真系统中若干视景真实感实现技术论文摘要：虚拟现实技术的出现为月球漫游车的设计、优化等提供了新的有效手段。
为在虚拟现实环境下开发月球车仿真系统，视景真实感实现技术在其中具有重要地位。
研究了真实感地形生成技术、仿真过程中的粒子系统特效技术以及车轮沉陷和车轮轨迹生成技术。
基于分形技术和月面特征地形生月面高程数据；利用Muhigen Creator构建和渲染了月面几何模型；基于OpenGL Performer开发了仿真程序并应用到一种月球车运动仿真系统中。
系统可在微机和SGI图形工作站运行，仿真结果显示具有良好的真实感。
1 引言进入21世纪后，世界各国掀起了一股新的探测月球的高潮，对月球车的研究也不断深入。
作为一个复杂的系统，月球车的设计和优化需要经过大量的试验验证。
仿真无疑是提高设计效率、降低设计成本的有效手段…。
在计算机中对月球车运动性能进行仿真，除了需要一个理想的地形、一个完备的动力学模型和一个准确的车轮一地面作用模型，同时也需要能给予设计者直观和具有真实感的反馈。
虚拟现实技术的出现，无疑为仿真注人了新的活力，为月球车系统的设计、优化提供了更加有效的手段。
虚拟现实技术的一大特点是沉浸性(Immersive)，而沉浸性是指用户对虚拟世界的真实感，此种真实感将使用户难以觉察、分辨出其自身正处于一个由计算机生成的虚拟环境中。
真实感的形成对于仿真的效果非常重要。
只有逼真的仿真输出效果使得仿真结果更加直观，更容易被理解，也就提高了仿真的实用性和意义。
在以往的仿真研究中，比较注重的是对月球车运动学和动力学的分析，缺乏经过三维渲染的视景输出，使得仿真结果不易观察和比较。
本文即在一个月球车视景仿真平台基础上，着重研究了视景真实感的若干实现技术。
2 系统基本架构介绍本文中的视景仿真建立在一个虚拟仿真平台中，其系统架构如图1所示。
系统主要包括三个大的功能模块。
模块的功能分述如下：1)几何建模模块，负责系统几何模型的建立。
《2024年新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的进步和人类对未知世界的探索，机器人技术已经成为了现代社会的重要研究方向。
在众多机器人类型中，轮腿式机器人以其独特的移动方式和适应能力，逐渐成为研究的热点。
本文将介绍一种新型轮腿式机器人的设计与仿真过程，从需求分析、设计原理、结构组成、运动学建模、仿真实验等方面进行详细阐述。
二、需求分析在开始设计新型轮腿式机器人之前，我们需要明确其应用场景和功能需求。
本款机器人主要应用于复杂地形环境下的移动和作业任务，如山地、沼泽地等。
因此，其设计需满足以下要求：1. 良好的地形适应性：能够在复杂地形中自由移动，克服障碍物。
2. 高效的运动性能：具备较高的移动速度和负载能力。
3. 稳定的作业能力：在作业过程中保持稳定，减少误差。
三、设计原理新型轮腿式机器人采用轮腿结合的设计原理，即在传统轮式和腿式移动方式的基础上进行融合。
机器人具有可调节的腿部结构，在遇到障碍物时，可通过调整腿部姿态实现跨越；而在平坦地面上，则可通过轮式结构实现高效移动。
这种设计使得机器人能够在不同地形中灵活应对，具有较好的适应性。
四、结构组成新型轮腿式机器人主要由以下部分组成：1. 驱动系统：包括电机、传动装置等，负责机器人的动力输出。
2. 轮腿系统：包括可调节的腿部结构和轮式结构，实现轮腿结合的移动方式。
3. 控制系统：包括主控制器、传感器等，负责机器人的运动控制和环境感知。
4. 电源系统：为机器人提供稳定的电源支持。
五、运动学建模为了更好地研究新型轮腿式机器人的运动性能，我们建立了其运动学模型。
该模型主要描述了机器人在不同地形下的运动学特性，包括速度、加速度、运动轨迹等。
通过建立数学模型，我们可以对机器人的运动性能进行定量分析和优化设计。
六、仿真实验为了验证新型轮腿式机器人的设计效果和运动性能，我们进行了仿真实验。
仿真实验主要采用动力学仿真软件进行建模和仿真，通过输入不同地形数据和任务需求，观察机器人的运动过程和性能表现。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的飞速发展，机器人技术已经广泛应用于各个领域。
其中，移动机器人是机器人技术的重要组成部分。
为了提高机器人的适应性和灵活性，本文提出了一种新型轮腿式机器人设计。
该设计旨在结合轮式和腿式移动方式的优点，使机器人能够在各种复杂环境中灵活移动。
本文将详细介绍该新型轮腿式机器人的设计思路、设计方法以及仿真结果。
二、新型轮腿式机器人的设计思路1. 设计需求分析在设计新型轮腿式机器人时，我们首先分析了机器人的应用场景和功能需求。
考虑到机器人需要在复杂环境中灵活移动，我们确定了以下设计需求：高灵活性、高适应性、高负载能力以及低能耗。
2. 结合轮式与腿式移动方式的优点为了满足上述设计需求，我们提出了将轮式和腿式移动方式相结合的设计思路。
轮式移动方式具有速度快、能耗低的优点，而腿式移动方式则具有高适应性和高负载能力的特点。
因此，我们将轮式和腿式移动方式的优势相结合，设计出一种新型轮腿式机器人。
三、新型轮腿式机器人的设计方法1. 机械结构设计机械结构设计是新型轮腿式机器人设计的关键步骤。
我们采用了模块化设计思想，将机器人分为轮式模块和腿式模块。
轮式模块采用传统轮式结构，以实现快速移动；腿式模块则采用多关节结构，以实现高适应性和高负载能力。
此外，我们还设计了可切换的轮腿转换机构，使机器人能够在轮式和腿式之间灵活切换。
2. 控制系统设计控制系统是新型轮腿式机器人的大脑。
我们采用了先进的传感器技术和控制算法，实现了对机器人的精确控制。
同时，我们还设计了能量管理系统，以实现低能耗运行。
四、仿真实验与分析为了验证新型轮腿式机器人的设计效果，我们进行了仿真实验。
仿真实验结果表明，该机器人在各种复杂环境中均能实现灵活移动，且具有高灵活性、高适应性、高负载能力和低能耗等优点。
具体分析如下：1. 灵活性分析在仿真实验中，我们发现新型轮腿式机器人在面对复杂地形时表现出色。
在崎岖不平的地形中，机器人能够通过切换为腿式模式，实现灵活的移动。
新型月球车悬架的设计与仿真研究
新型月球车悬架的设计与仿真研究CHEN Bai-chao, WANG Rong-ben, Y ANG Lu, JIN Li-sheng, GUO Lie摘要：这篇论文提出了一种新的月球车悬架形式。
这种悬架主要由一个主动四边形杠杆机构和一个被动四边形杠杆机构组成。
这种悬架是依照以下几种因素来设计：爬上障碍物，适应地形，行动顺畅，以及驾驶室负荷平均分配到各个车轮上。
在文章中，先是藐视了这种新型悬架的构造，接着进行了杠杆运动学分析并建立了杠杆关系的方程，因此悬架的变形能力是已知的。
为了测试悬架的性能，我们设计了一辆装有这种新型悬架的原型车用以进行爬障碍的实验，实验的结果表示这种新型悬架的应用使得月球车在使驾驶室保持平稳的前提下爬越障碍的能力非常出色。
在试验中发现的缺点的基础上，我们优化了杠杆机构，并建立了装有这种新型悬架和基于ADAMS平台的摇臂转向悬架的月球车模型，随后进行了仿真实验以比较性能。
对这种新型悬架的深入研究还在继续进行中以便于提高其整体表现。
中国已经决定在不就得将来开展探月计划。
这种新型悬架将会提供非常有价值的技术支持。
1.简介中国期望在2012年将月球车送上月球进行探月计划。
所以，一些机构和高校研究所都积极参与到与探月车相关领域的研究中。
由于探月车的运动系统上要装载探测仪器，运动的平顺性就显得十分重要。
为了保证探测工作的安全性，中国吉林大学在2004年为探月车发明了一种新型的悬架系统。
这种悬架机构主要由一个主动四边形杠杆机构和一个被动四边形杠杆机构组成。
实验的结果表示这种新型悬架的应用使得月球车在使驾驶室保持平稳的前提下爬越障碍的能力非常出色。
这种新型悬架将在不久的探月计划中提供有力的技术支持。
2.障碍分析当车轮遇到障碍物是悬架杠杆上的受力情况如图1所示。
Gw是该轮所受的重力。
Fm是车轮作用在悬架杠杆上的合力。
θ是Fm与水平方向的夹角。
G是整车重量。
Φ是路面与车轮之间的附着系数。
Ψ是路面阻力系数。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的不断发展，机器人技术已成为当前研究的热点领域。
新型轮腿式机器人作为机器人技术的一种重要形式，具有移动灵活、适应性强等优点，在军事、救援、勘探等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在介绍一种新型轮腿式机器人的设计与仿真过程，以期为相关研究提供参考。
二、设计目标与原理新型轮腿式机器人的设计目标在于实现高效、灵活的移动能力，以适应复杂多变的环境。
设计原理主要基于多模式运动机制，即轮式运动和腿式运动的有机结合。
在平坦路面上，机器人采用轮式运动以提高移动速度；在复杂地形或需要跨越障碍物时，机器人则切换为腿式运动，以实现灵活的移动。
三、结构设计新型轮腿式机器人的结构主要包括轮式模块、腿式模块、驱动模块、控制模块等部分。
其中，轮式模块采用多轮驱动的设计，以提高机器人的稳定性和移动速度；腿式模块采用仿生学原理设计，模仿生物的腿部结构，以实现灵活的移动；驱动模块负责驱动机器人的各个部分，包括电机、传动装置等；控制模块负责控制机器人的运动和行为，包括传感器、控制器等。
四、仿真实验为了验证新型轮腿式机器人的设计效果，我们进行了仿真实验。
仿真实验主要采用动力学仿真软件进行，通过建立机器人的三维模型，模拟机器人在不同环境下的运动情况。
仿真实验结果表明，新型轮腿式机器人在平坦路面上具有较高的移动速度和稳定性，同时在复杂地形和障碍物环境下也能实现灵活的移动。
此外，我们还对机器人的能耗、负载能力等性能进行了评估，为后续的优化提供了依据。
五、结果与讨论通过仿真实验，我们得出以下结论：新型轮腿式机器人具有高效、灵活的移动能力，能够适应复杂多变的环境；机器人的轮式运动和腿式运动有机结合，实现了多模式运动机制；机器人的结构设计和控制策略有待进一步优化，以提高机器人的性能和适应能力。
此外，我们还可以从以下几个方面对新型轮腿式机器人进行改进：1. 优化驱动模块：采用更高效的电机和传动装置，提高机器人的动力性能和能耗效率。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的飞速发展，机器人技术已成为现代社会的重要研究方向。
其中，轮腿式机器人因其独特的移动能力和适应性，在各种复杂环境中展现出巨大的应用潜力。
本文将详细介绍新型轮腿式机器人的设计与仿真过程，包括其设计理念、结构特点、运动学分析、动力学建模以及仿真实验等内容。
二、设计理念与结构特点新型轮腿式机器人设计理念主要基于提高机器人的环境适应能力和移动性能。
结构上，该机器人采用轮腿结合的设计，使得机器人在平坦路面可以像传统轮式机器人一样快速移动，而在复杂地形则能像腿式机器人一样灵活适应。
此外，该机器人还具备较高的载重能力和较长的续航时间。
具体结构特点如下：1. 轮腿系统：采用高强度材料制成，具有较高的载重能力和抗冲击性能。
轮腿系统可根据地形自动切换，实现轮式和腿式的混合运动。
2. 动力系统：采用电动驱动，具有较高的功率密度和续航能力。
同时，配备有智能能量管理系统，可实时监测电池状态，优化能量使用。
3. 控制系统：采用先进的传感器和控制器，实现机器人的自主导航、路径规划、避障等功能。
4. 机械结构：整体结构紧凑、轻便，便于携带和运输。
三、运动学分析与动力学建模运动学分析是机器人设计的重要环节，对于轮腿式机器人来说，关键在于如何实现轮式和腿式的平滑切换以及两种运动模式下的稳定性和效率。
本部分将通过建立机器人的运动学模型，分析其运动特性和性能指标。
动力学建模则是为了描述机器人在不同运动状态下的力学行为。
通过建立机器人的动力学方程，可以分析机器人在各种环境中的运动能力和承载能力。
本部分将详细介绍新型轮腿式机器人的动力学建模过程，包括模型建立、方程求解以及仿真验证等内容。
四、仿真实验与分析仿真实验是验证机器人设计合理性和性能的重要手段。
本部分将利用专业的仿真软件，对新型轮腿式机器人进行仿真实验和分析。
1. 仿真环境搭建：根据实际环境，搭建仿真场景，包括平坦路面、复杂地形等。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的不断发展，机器人技术已经成为当今研究的热点之一。
在众多机器人类型中，轮腿式机器人因其具有灵活的移动能力和良好的适应性，受到了广泛关注。
本文旨在设计并仿真一款新型轮腿式机器人，以期为相关研究提供参考。
二、新型轮腿式机器人的设计1. 结构设计新型轮腿式机器人结合了轮式和腿式机器人的特点，具备灵活的移动和适应能力。
机器人采用模块化设计，主要包括机身、轮腿结构、驱动系统等部分。
机身设计为轻量化结构，以降低能耗和提高运动性能。
轮腿结构采用多级调节方式，以适应不同地形。
2. 运动学设计机器人采用轮腿协同运动方式，根据地形和任务需求，可实现轮式、腿式以及轮腿混合式等多种运动模式。
运动学设计考虑了机器人的运动范围、速度、加速度等因素，以保证机器人具有较好的运动性能。
3. 控制系统设计控制系统是机器人的核心部分，采用模块化、分层式设计。
上层控制器负责任务规划、路径规划和协调控制等任务；下层控制器负责驱动系统和传感器数据的处理与控制。
此外，控制系统还具备实时监控、故障诊断和自我保护等功能。
三、仿真与分析1. 仿真环境搭建采用专业的机器人仿真软件，搭建了新型轮腿式机器人的仿真环境。
仿真环境包括地形模型、传感器模型、控制系统模型等，以模拟真实环境中的运动和任务执行情况。
2. 仿真结果分析在仿真环境中，对新型轮腿式机器人进行了多种地形下的运动性能测试。
结果表明，机器人具有较好的运动性能和适应性，能够根据地形和任务需求，实现轮式、腿式以及轮腿混合式等多种运动模式。
此外，机器人的控制系统表现稳定，能够实现对机器人的精确控制和协调。
四、结论本文设计了一种新型轮腿式机器人，并通过仿真验证了其良好的运动性能和适应性。
该机器人结合了轮式和腿式机器人的优点，具有灵活的移动能力和良好的适应性。
此外，采用模块化、分层式的设计思路，使得机器人具有较好的可扩展性和维护性。
未来可以进一步优化机器人的结构和控制系统，以提高其运动性能和适应性，为实际应用提供更好的支持。
《2024年新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的不断发展，机器人技术已经成为现代工业、军事、医疗等多个领域的重要应用。
其中，移动机器人技术更是机器人领域的重要研究方向。
传统轮式和腿式机器人各有优缺点，为了充分发挥两者的优势，本文提出了一种新型轮腿式机器人的设计与仿真。
该机器人具有轮式和腿式的双重特性，能够适应不同的地形环境，提高移动性能和作业效率。
二、新型轮腿式机器人的设计1. 结构设计新型轮腿式机器人采用模块化设计，主要包括底盘、轮腿模块、驱动系统等部分。
底盘采用轻量化材料制作，减轻了整体重量。
轮腿模块包括轮式和腿式两种形态，可以根据需要进行切换。
驱动系统采用电机驱动，实现了对机器人的精确控制。
2. 运动机制设计新型轮腿式机器人采用轮腿混合运动机制，在平坦地面上采用轮式运动，提高了移动速度和稳定性；在复杂地形环境下采用腿式运动，提高了机器人的越障能力和适应能力。
此外，机器人还具备一定程度的自主导航和避障能力，能够根据环境变化自动调整运动策略。
三、仿真实验与分析为了验证新型轮腿式机器人的性能，我们进行了仿真实验。
仿真实验主要包括运动学仿真和动力学仿真两部分。
1. 运动学仿真运动学仿真主要验证了机器人的运动性能。
我们在仿真环境中设置了不同的地形场景，包括平坦路面、坡道、障碍物等。
通过仿真实验，我们发现新型轮腿式机器人在各种地形环境下均能实现稳定的运动，且越障能力较强。
此外，我们还对机器人的运动速度、加速度等性能指标进行了分析，发现机器人具有较好的运动性能。
2. 动力学仿真动力学仿真主要验证了机器人的驱动力和耗能情况。
我们通过仿真实验测得了机器人在不同负载、不同地形条件下的驱动力和耗能情况。
实验结果表明，新型轮腿式机器人在轻负载条件下具有较低的能耗，且在复杂地形环境下仍能保持较高的驱动力。
此外，我们还对机器人的散热性能进行了分析，发现机器人的散热系统能够有效地降低工作温度，保证机器人的稳定运行。
《2024年新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的飞速发展，机器人技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
新型轮腿式机器人作为一种具有重要应用价值的机器人形态，其在复杂环境中的灵活性和高效性，使它在探索未知环境、救援搜救以及物流运输等领域有着广泛的应用前景。
本文将详细介绍新型轮腿式机器人的设计与仿真过程。
二、设计背景与目标新型轮腿式机器人设计的主要目标是提高机器人在各种复杂环境中的适应能力和运动性能。
相较于传统的机器人形态，轮腿式机器人能够根据不同地形调整自身的运动方式，以实现高效且灵活的移动。
本设计的主要目标包括：提高机器人的地形适应性、降低能耗、增强稳定性和安全性。
三、设计与实现1. 机械结构设计新型轮腿式机器人采用轮腿一体化设计，即在传统机器人腿部增加可伸缩的轮子结构。
这种设计使得机器人在平坦路面可以使用轮子进行快速移动，而在复杂地形如楼梯、斜坡或崎岖不平的路面时，机器人可以收起轮子，使用腿部进行步行移动。
此外，为保证机器人的稳定性和安全性，我们还在关键部位增加了支撑结构。
2. 控制系统设计控制系统是新型轮腿式机器人的核心部分，负责控制机器人的运动和感知环境信息。
本设计采用基于微处理器的控制系统，包括传感器模块、控制模块和执行模块。
传感器模块负责感知环境信息，如距离、速度等；控制模块根据传感器信息计算控制策略，输出控制信号；执行模块根据控制信号驱动机器人进行运动。
3. 仿真与优化为验证新型轮腿式机器人的设计效果和性能，我们采用了仿真软件进行模拟测试。
通过调整机器人的结构参数和运动参数，我们优化了机器人的运动性能和能耗。
同时，我们还对机器人在不同地形下的运动进行了仿真测试，以验证其地形适应性。
四、仿真与实验结果分析1. 仿真结果分析通过仿真软件对新型轮腿式机器人进行模拟测试，我们得到了以下结果：在平坦路面上，机器人使用轮子进行移动时，速度较快且能耗较低；在复杂地形中，机器人可以灵活地收起轮子，使用腿部进行步行移动。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的飞速发展，机器人技术已成为现代社会的重要研究方向。
其中，轮腿式机器人因其独特的移动能力和适应性，在各种复杂环境中具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种新型轮腿式机器人的设计与仿真过程，分析其结构特点、运动原理以及性能表现。
二、机器人结构设计与原理（一）设计思路新型轮腿式机器人设计的主要思路在于结合轮式和腿式运动的优点，使其能够在平坦地面和复杂地形中自由移动。
机器人结构包括轮式和腿式两个部分，两者之间通过一种新型的耦合机构实现灵活切换。
（二）结构特点1. 轮式部分：采用高强度材料制成的轮子，具有较好的承载能力和运动速度。
2. 腿式部分：采用多关节设计，使其能够在不平坦地形中稳定行走。
3. 耦合机构：实现轮式与腿式之间的灵活切换，使机器人能够在不同地形中自由移动。
（三）运动原理新型轮腿式机器人通过电机驱动轮子和腿部关节，实现前进、后退、转弯、爬坡等动作。
在平坦地面上，机器人主要采用轮式运动；在复杂地形中，机器人切换为腿式运动。
三、仿真分析（一）仿真环境与工具采用专业的机器人仿真软件进行仿真分析，模拟机器人在不同地形中的运动情况。
仿真环境包括平坦地面、复杂地形等。
（二）仿真结果与分析1. 运动性能：机器人在平坦地面上具有较高的运动速度和稳定性；在复杂地形中，机器人能够灵活切换轮式与腿式运动，表现出良好的适应性和稳定性。
2. 承载能力：机器人具有较好的承载能力，能够携带一定重量的物品在各种地形中移动。
3. 能耗情况：机器人在运动过程中的能耗较低，具有较好的节能性能。
四、实验验证与性能评估（一）实验验证为了验证新型轮腿式机器人的实际性能，我们进行了实地实验。
实验结果表明，机器人在各种地形中均能表现出良好的运动性能和稳定性。
（二）性能评估根据实验结果和仿真分析，对新型轮腿式机器人的性能进行评估。
评估指标包括运动性能、承载能力、能耗情况等。
经过综合评估，该机器人具有较高的性能表现和良好的应用前景。
仿生机器人腿部运动学建模与优化控制
仿生机器人腿部运动学建模与优化控制在现代机器人技术领域，仿生机器人的研究和应用已经引起了广泛的关注。
仿生机器人是以生物学体系结构和功能为灵感，设计和构建的能够模拟生物动作和行为的机器人。
其中，仿生机器人腿部的运动学建模与优化控制尤为重要，它关乎着机器人的稳定性、速度和机器人应用的灵活性。
本文将围绕仿生机器人腿部运动学建模与优化控制展开讨论，探讨其理论基础、方法和应用前景。
首先，我们需要了解仿生机器人腿部的运动学建模。
运动学建模是研究运动物体在三维空间中位置和运动关系的数学方法。
在仿生机器人中的应用，我们需要通过建模来描述机器人腿部的运动轨迹、角度和速度等参数。
常用的运动学建模方法包括正向运动学和逆向运动学。
正向运动学是通过已知关节角度和机构长度等参数，推导出机器人末端执行器的位置和姿态。
逆向运动学则是已知末端执行器的位置和姿态，求解关节角度和机构长度等参数。
这两种方法通过数学模型和几何变换来计算机器人腿部的运动学特性，为后续的优化控制提供了基础。
进一步，我们将探讨仿生机器人腿部的优化控制。
优化控制是指通过调整机器人的控制参数，使机器人在特定任务下达到最优的运动状态。
对于仿生机器人腿部，优化控制可以提高机器人的运动速度、稳定性和适应性。
常见的优化控制方法包括PID控制器、模糊控制和深度强化学习。
PID控制器（比例-积分-微分控制器）是一种经典的控制方法，通过调整比例、积分和微分参数来优化控制性能。
在仿生机器人腿部运动中，PID控制器可以根据目标位置和当前位置的误差，调整腿部的关节角度，从而实现精确的运动轨迹。
模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，它模拟人的思维方式，将输入和输出之间的关系用模糊规则表示。
对于仿生机器人腿部运动控制，模糊控制可以根据不同的输入条件（例如速度、角度等），通过模糊规则来调整腿部的运动状态，实现更加灵活、自适应的运动控制。
深度强化学习是一种基于强化学习原理和深度神经网络的控制方法。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言在现今科技不断发展的背景下，机器人技术得到了广泛应用，尤其是针对不同环境和作业需求的机器人设计成为研究热点。
新型轮腿式机器人是一种融合了轮式与腿式移动方式的机器人，具备跨越障碍、适应复杂地形的能力。
本文将详细介绍新型轮腿式机器人的设计与仿真过程。
二、设计目标与需求分析设计新型轮腿式机器人的主要目标是使其能够在复杂地形中灵活移动，同时具备一定载荷能力。
在需求分析阶段，我们需要考虑机器人的工作环境、负载能力、移动速度、能耗等因素。
根据需求分析，设计出具有四轮两腿结构的机器人框架，并设定其可调参数，如轮腿切换机构、驱动电机等。
三、机器人结构设计1. 轮腿结构：新型轮腿式机器人采用四轮两腿结构，轮腿切换机构使得机器人能够在轮式和腿式之间切换。
其中，轮式结构适用于平坦地面，提高移动速度；腿式结构则适用于复杂地形，提高跨越障碍的能力。
2. 驱动系统：采用直流电机作为驱动源，通过齿轮传动系统将动力传递至轮腿结构。
同时，设置控制系统以实现机器人的运动控制和协调。
3. 传感器系统：为满足机器人对环境的感知需求，设计包括距离传感器、速度传感器、姿态传感器等在内的传感器系统。
四、仿真分析利用计算机仿真软件对新型轮腿式机器人进行仿真分析，以验证其设计合理性及性能表现。
1. 运动学仿真：通过建立机器人的三维模型，进行运动学仿真分析。
仿真过程中，对机器人在轮式和腿式状态下的运动轨迹、速度、加速度等参数进行记录和分析。
2. 动力学仿真：在运动学仿真的基础上，进行动力学仿真分析。
通过施加外力、摩擦力等条件，模拟机器人在实际工作环境中的运动状态，评估其动力性能和稳定性。
3. 环境适应性仿真：针对机器人可能面临的不同地形环境，进行环境适应性仿真。
通过模拟复杂地形、障碍物等环境条件，评估机器人的越障能力、地形适应性等性能指标。
五、仿真结果与讨论通过仿真分析，我们可以得出以下结论：1. 新型轮腿式机器人在轮式状态下具有较高的移动速度和稳定性，适应平坦地面环境；在腿式状态下，具备较好的越障能力和地形适应性，适应复杂地形环境。
《2024年新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言在不断进步的机器人技术中，机器人运动的多样性和高效性已成为当前研究的关键问题。
特别是在无人探索区域，面对复杂的自然地形环境，具备多样移动模式的机器人显得尤为必要。
近年来，轮腿式机器人因其结合了轮式和腿式移动的优点，在移动性和地形适应性方面表现出了显著的优势。
本文将详细介绍新型轮腿式机器人的设计与仿真过程。
二、设计概述新型轮腿式机器人设计以模块化、可扩展、高效率为原则，结合轮式和腿式的优点，实现对复杂地形的高效移动。
其结构主要包括机器人主体、轮腿系统、驱动系统和控制系统。
三、机器人主体设计机器人主体设计遵循轻量化、强度高的原则，采用高强度铝合金和轻质复合材料构成，保证在承受外部冲击的同时保持足够的运动性能。
主体内部安装有驱动系统和控制系统，保证机器人的运动和操作稳定。
四、轮腿系统设计轮腿系统是新型轮腿式机器人的核心部分，它包括轮式结构和腿式结构。
轮式结构用于平坦路面，提供稳定的高速移动；腿式结构则适用于复杂地形，如山地、沙地等，实现攀爬和跨越障碍的功能。
五、驱动系统设计驱动系统包括电机、传动装置和电池等部分。
电机负责驱动轮腿系统运动，传动装置则负责将电机的动力传输到轮腿系统，电池则为整个机器人提供电力。
考虑到机器人的续航能力和运动性能，我们选择了高效率的电机和电池。
六、控制系统设计控制系统是机器人的大脑，负责接收传感器信息并控制机器人的运动。
我们采用了先进的嵌入式系统技术，实现了对机器人的实时控制。
同时，我们利用传感器信息对机器人进行环境感知和自主导航，使机器人能够自主应对复杂的环境变化。
七、仿真实验与分析为验证新型轮腿式机器人的设计与仿真结果，我们利用虚拟仿真技术进行了多次实验。
仿真结果表明，该机器人在不同地形条件下均能表现出优秀的运动性能和地形适应性。
同时，通过实验数据分析，我们发现在高强度和高效率之间达到了良好的平衡。
八、结论新型轮腿式机器人的设计与仿真实现了机器人运动的多样性和高效性，有效解决了复杂地形下的移动问题。
《2024年新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的进步，机器人技术得到了广泛的关注和快速发展。
为了应对各种复杂环境和任务需求，机器人技术必须不断进行创新和优化。
本文旨在探讨一种新型轮腿式机器人的设计与仿真，以期为相关研究提供参考。
该机器人结合了轮式和腿式运动的优点，能够在各种地形上实现高效、灵活的移动。
二、设计概述新型轮腿式机器人设计主要包含机械结构、控制系统和感知系统三部分。
机械结构采用轮腿式设计，即在传统腿式机器人基础上增加轮式结构，使机器人能够在平坦路面和复杂地形之间灵活切换。
控制系统采用先进的算法和控制器，实现机器人的精确控制和稳定运行。
感知系统则通过多种传感器实现环境感知和机器人状态监测。
三、机械结构设计1. 轮腿结构：新型轮腿式机器人采用多级轮腿结构，使得机器人在面对复杂地形时具有更强的适应能力。
其中，轮式结构使机器人在平坦路面上的移动更为迅速，而腿式结构则使机器人在不平坦地形上具有更好的越障能力。
2. 材料选择：机器人主要采用轻质高强度的材料，以降低整体重量和提高承载能力。
同时，选用耐磨、耐腐蚀的材料以提高机器人的使用寿命。
3. 驱动方式：机器人采用电机驱动，通过调整电机转速和力矩，实现轮腿的独立运动。
四、控制系统设计1. 控制器：采用高性能的控制器，如基于微处理器的控制器或FPGA等，以实现机器人的精确控制。
2. 算法：设计先进的控制算法，如基于动力学模型的控制器、路径规划算法、避障算法等，以保证机器人在各种环境下的稳定运行。
3. 通信系统：建立稳定的通信系统，实现机器人与上位机之间的数据传输和控制指令的发送。
五、感知系统设计1. 传感器类型：包括视觉传感器、距离传感器、加速度传感器等，以实现环境感知和机器人状态监测。
2. 数据处理：采用图像处理、信号处理等技术对传感器数据进行处理和分析，提取有用的信息。
3. 信息融合：将不同传感器的信息融合，以实现对机器人周围环境的全面感知和判断。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的进步与智能化需求的增加，机器人技术逐渐发展出新型的设计形态。
其中，轮腿式机器人因其灵活性和适应性强的特点，受到了广泛关注。
本文将详细介绍新型轮腿式机器人的设计思路和仿真结果，旨在为相关研究提供参考。
二、新型轮腿式机器人设计背景及意义传统机器人主要依靠轮式或腿式运动结构，但随着应用场景的不断扩大，单一结构的局限性逐渐凸显。
而轮腿式机器人将轮和腿两种结构有机结合，使机器人具备了在不同地形环境下自由移动的能力。
新型轮腿式机器人的设计具有以下意义：1. 提高机器人的环境适应性；2. 拓宽机器人的应用领域；3. 推动机器人技术的进一步发展。
三、设计思路与原理新型轮腿式机器人设计主要遵循以下思路：1. 结构设计：结合轮式和腿式的优点，设计出具有自适应能力的轮腿结构。
通过分析不同地形条件下的运动需求，确定机器人的整体结构和各部分功能。
2. 动力系统设计：采用高效、低能耗的驱动系统，确保机器人在各种环境下的运动性能。
同时，考虑机器人的负载能力和运动速度，优化动力系统设计。
3. 控制策略：采用先进的控制算法，实现机器人的自主导航、路径规划和避障等功能。
通过仿真验证控制策略的有效性，确保机器人在实际运行中的稳定性和可靠性。
四、具体设计与实现1. 结构设计：新型轮腿式机器人采用模块化设计，包括轮式结构、腿式结构和控制系统等部分。
其中，轮式结构用于平坦地面运动，腿式结构用于复杂地形环境。
通过调整轮腿结构的比例和材料，实现机器人的轻量化和高强度。
2. 动力系统：采用电动驱动系统，包括电机、电池和传动装置等部分。
电机选用高效、低能耗的直流无刷电机，电池选用大容量、长寿命的锂离子电池。
传动装置采用齿轮和皮带等传动方式，确保动力传递的稳定性和可靠性。
3. 控制策略：采用基于传感器和算法的控制策略，实现机器人的自主导航、路径规划和避障等功能。
通过分析环境信息，机器人能够自主判断运动方向和速度，以适应不同地形和环境。
两种轮式月球车悬架方案及其虚拟样机仿真.
两种轮式月球车悬架方案及其虚拟样机仿真尚建忠1,2罗自荣2张新访11.华中科技大学,武汉,4300742.国防科学技术大学,长沙,410073摘要:提出了三摇臂悬架和双曲柄滑块联动扭杆悬架两种新型月球车悬架系统;建立了月球车移动性能评价的数学模型;采用虚拟样机技术,从地面自适应、行驶平顺性、越障性能三个方面对月球车的移动性能进行动力学分析。
仿真结果表明,双曲柄联动扭杆悬架月球车具有很好的移动性能。
关键词:月球车,移动性,虚拟样机,ADAMS 中图分类号:TP24文章编号:1004-132X (200601-0049-04Tw o Kinds of Wheeled Lunar R over Suspension Scheme &Their Virtual Prototype SimulationShang Jiangzhong 1,2L uo Ziro ng 2Zhang Xingfan 11.Huazhong University of Science and Engineering ,Wuhan ,4300742.National University of Defense Technology ,Changsha ,410073Abstract :Two new suspension systems named Three -Rocker suspension and Two -Crank -Sli 2der Rocker suspensio n were proposed respectively.Virt ual Prototype was used to evaluate t heir self -adaptive contact ,running smoot hness and over -obstacle ability.Simulation result s show t hat Two -Cam -Rocker suspension based lunar rover owns better mobility.K ey w ords :lunar rover ;mobility ;virt ual p rototype ;ADAMS收稿日期:2004-12-06基金项目:国家自然科学基金资助重点项目(6023460300引言移动性能是轮式月球车最基本的性能。
分箱体式月球车虚拟样机的设计和分析
学位论文作者签名：王经国
日期：
2007 年 2 月 10 日
上海交通大学 学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□，在 本学位论文属于 不保密√。 （请在以上方框内打“√” ） 年解密后适用本授权书。
索杰纳 Sojourner
图 1-2 Fig .1-2
勇气号 The Mars rover Spirit
轮式机器人按车轮的数量可以分为单轮、 三轮、 四轮、 五轮、 六轮和多轮等类型, 但使用最为广泛的是六轮机器人，其中具有代表性的是美国 JPL 设计的 MFEX (Microrover Flight Experiment) 小 型 漫 游 车 [16,17,18,19,20] ， FIDO[21,22] 和 前 苏 联 Marsokhod 火星探测车[23]等。JPL 在星球表面科学探测漫游车技术方面，代表了这个 领域的最高水平。 以 Rocky-7 为例，如图 1-3 所示，它采用六轮摇臂悬吊机械机构， 单侧悬架包括主摇臂、副摇臂、前后四个主动轮以及中间的从动轮。当越障时，通过 副摇臂的转动，并借助中间轮调整重力在各轮的分力。
关键词：分箱体式月球车，虚拟样机，越障，转向分析
第
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上海交通大学硕士学位论文
ABSTRACT
Design and Analysis of Two-body Lunar Rover Based On Virtual Prototyping
遥操作训练仿真系统的月球车虚拟样机设计
遥操作训练仿真系统的月球车虚拟样机设计
苗毅;周倜
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2016(28)11
【摘要】为适应遥操作训练仿真的需要,研究了基于ADAMS的月球车虚拟样机仿真建模方法,提出了月球车仿真系统框架,建立了月球车本体三维模型,分析了各部件之间的相对运动关系,并对相对固定的部件进行了组合划分,为存在相对运动的部件采用运动副建立了约束关系模型,并采用驱动的方式为各部件的相对运动添加动力力矩。
设计了一系列的实验验证太阳翼等活动机构对月球车运动过程中遥测参数仿真的影响。
实验结果表明,提出的月球车虚拟样机模型实现了符合机械运动学特征的月面行走与探测仿真,为遥操作训练提供了逼真的训练数据。
【总页数】8页(P2701-2708)
【作者】苗毅;周倜
【作者单位】北京航天飞行控制中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.仿生轮腿式月球车运动学建模与虚拟样机仿真分析
2.两种轮式月球车悬架方案及其虚拟样机仿真
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月球车运动学建模及仿真
月球车运动学建模及仿真
李晖;林梦圆;邱钊鹏;张莉莉
【期刊名称】《机电产品开发与创新》
【年(卷),期】2017(30)1
【摘要】月球车行驶的环境是未知、凹凸不平、松软的月面,很容易发生陷死失效状况,其软、硬件的设计和优化都需要在试验场地做大量试验,仿真无疑是提高月球车设计效率降低设计成本的有效手段,因此一种基于虚拟现实环境的月球车仿真实验环境是非常有必要的.论文针对月球车建立运动学模型及仿真环境.采用变换矩阵法,在月球车各运动构建上建立局部坐标系,得出了具有摇臂悬架结构月球车的通用运动学模型.
【总页数】4页(P59-61,69)
【作者】李晖;林梦圆;邱钊鹏;张莉莉
【作者单位】北京电子科技职业学院,北京100176;北京电子科技职业学院,北京100176;北京电子科技职业学院,北京100176;北京电子科技职业学院,北京100176
【正文语种】中文
【中图分类】TP24
【相关文献】
1.摇臂式月球车的运动学建模及悬架参数优化 [J], 李所军;高海波;邓宗全
2.仿生轮腿式月球车运动学建模与虚拟样机仿真分析 [J], 汪永明;余晓流;汤文成
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智能仿生腿结构设计与运动学建模研究
智能仿生腿结构设计与运动学建模研究
何楠
【期刊名称】《顺德职业技术学院学报》
【年(卷),期】2024(22)1
【摘要】智能仿生腿作为下肢残缺者辅助行走的工具,用以补偿下肢截肢者残肢侧运动功能,其本体结构设计包括髋、膝、踝三个位置的结构设计。
文章利用三维辅助设计软件PRO/E进行仿生腿结构设计建模研究,介绍了仿生腿的主要关节结构-髋、膝、踝三个关节的结构设计及其驱动设计过程,将人工肌肉作为仿生腿膝关节驱动方式,提高了膝关节的拟人性。
通过拉格朗日方法对仿生腿的支撑相和摆动相建立运动学模型,推导并计算仿生腿运动学及动力学方程。
最后,基于Matlab和Adams软件联合仿真功能进行了模型动力学仿真研究,结果证明所建立的模型可以实现假肢拟人步态。
【总页数】5页(P53-57)
【作者】何楠
【作者单位】沈阳科技学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP242
【相关文献】
1.仿生轮腿式月球车运动学建模与虚拟样机仿真分析
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ADAMS的仿生机器蟹步行腿运动学和动力学分析5.仿生机器蟹步行腿结构设计及运动学、动力学分析
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2010年第29卷9月第9期机械科学与技术M echan ica l Sc ience and Technol ogy f or Aerospace Engi neer i ng September Vo.l 292010No .9收稿日期:20090624基金项目:教育部高校科技创新工程重大培育资金项目(708054),机器人学国家重点实验室开放课题(RLO200816)和安徽省高校自然科学基金重点课题(K J 2009A015Z)资助作者简介:汪永明(1971-),副教授,博士研究生,研究方向为机器人学、先进制造技术,wy m -ahut @163.com汪永明仿生轮腿式月球车运动学建模与虚拟样机仿真分析汪永明1,2,余晓流2,3,汤文成1(1东南大学机械工程学院,南京 211189;2安徽工业大学机械工程学院,马鞍山 243002;3机器人学国家重点实验室,沈阳110016)摘 要:根据动物运动的不对称性,设计了一种新型的仿生轮腿式月球车,其移动机构由4个结构相同的轮腿、车体支架以及转向支架3部分构成。
在建立仿生轮腿机构坐标变换模型基础上,对月球车移动机构进行了运动学分析,建立了各跨步杆端部的正向运动学模型。
基于C OS MOSM otion 软件对该月球车进行了运动学仿真,给出了移动机构各关节相对于车体质心参考坐标系下的运动轨迹曲线,并对其越障过程进行了虚拟样机运动仿真。
仿真表明:该月球车的车身起伏度较小,可以平滑地完成越障跨步动作。
关 键 词:仿生轮腿式月球车;二级半转机构;运动学建模;仿真分析中图分类号:TP24213 文献标识码:A 文章编号:100328728(2010)0921158205K ine m aticsM odeling and Vir tual P rototype Si m u lationAna lysis of Bion icW heel 2legged Lunar RoverW ang Yo ng m i ng 1,2,Yu X i aoli u 2,3,TangW encheng1(1School ofM echanica l Engi neering ,Sout heastUn i vers it y ,Nan jing 211189;2School ofM echan i ca l Engi neering ,Anhu iUn i versity of Technol ogy ,M aanshan 243002;3State Key Laboratory of R o botics ,Shenyang 110016)Abstr act :Based on the asy mmetr i c motion of an i m als ,a ne w 2style b i o nic whee l 2legged lunar rover was designed .Its mob ile mechanis m is co mposed of f our iden tica l wheel 2legged structures ,a rover body bracket and steeringbrackets ,etc .On the basis of establishing t h e coordi n ate transf or m ati o n mode ls of the bion ic wheel 2legged struc 2tures ,k i n e matics analysis of its mob ile mechanis m was done ,and the f or w ard k i n e matics models of stri k i n g rods were established.Based on the k i n e matics si m ulation in COS MOS Motion soft w are ,we obtained the motion trail curves of joints relative to the body mass re f erence coordinate syste m and analyz ed their k i n e matics f eat u res .Its obstacle 2cli m bing move mentwas a lso si m ulated based on its virtua l pr ototype ,and the results sho w that the fl u ctua 2ti o n of the b i o nic whee l 2legged lunar r over i s s ma ll and it can rea liz e the obstacle 2cli m bing move ment s mooth l y .K ey wor ds :b i o nic whee l 2legged l u nar rover ;double 2half 2revol u ti o n m echan i s m;k i n e matics modeli ng ;si m u lati o n analysis月球车是实现我国无人探月二期工程科学目标不可缺少的工具和手段。
根据其移动机构的构型,可以分为轮式、履带式和腿式等基本类型。
许多学者针对各种类型的移动机构进行了大量的理论分析及实验研究[1~6],旨在为月球车的设计提供理论依据。
轮腿式移动机构因其良好的机动性和路面适应性,能够在凹凸不平或松软的地面上行走而且效率不会明显降低,与轮式、履带式等推进方式相比有着独特的优势[7]。
第9期汪永明等:仿生轮腿式月球车运动学建模与虚拟样机仿真分析笔者以一种新型的仿生轮腿式月球车为研究对象,进行了机构运动学分析,建立了其跨步杆端部的正向运动学模型,并基于COS MOSMoti o n 对月球车进行了运动学仿真,给出了移动机构各关节相对于车体质心参考坐标系下的运动轨迹曲线。
1 仿生轮腿机构原理步行是动物运动仿生的一个重要目标,但是常见的步行机构大多是倾向于对动物步行所有动作的模仿,这导致步行机构的复杂性及实用步行机构的难以实现。
动物飞行、游动、奔跑时虽然其器官运动的形式各有不同,但是本质上都是/不对称摆动0(如鸟翼的下扑与上举的运动不同,马腿后蹬和前伸的运动不同)。
其中,摆动是适应肌肉特点的运动形式,而运动的不对称性是产生上升或前进运动效果的基本必要条件。
图1 二级半转机构二级半转机构[8]就是根据动物运动的不对称性原理而设计出的一种能够产生步行效果的转动机构,它由一级转臂、二级转臂和两个跨步杆组成,如图1所示。
一级转臂的一端与主轴相连,另一端通过转动副与二级转臂中心相连;而在二级转臂的两端各装有一跨步杆,它们通过转动副连接,且两个跨步杆始终处于相互垂直位置。
当一级转臂绕主轴旋转H 角度时,二级转臂相对于一级转臂向相反方向旋转H /2,两个跨步杆则相对于二级转臂同向旋转H /4。
图2为由二级半转机构所构成的仿生轮腿机构简图。
主轴与跨步杆之间通过两个串联的行星轮系实现传递驱动力矩,此时的一级转臂和二级转臂分别为所在行星轮系的行星架。
当驱动电机通过主轴带动一级转臂转动时,两个跨步杆依次与地面接触,就可以实现步行的功能。
图2 仿生轮腿机构2 仿生轮腿式月球车移动机构原理仿生轮腿式月球车由车体支架、4条结构相同的仿生轮腿机构及转向支架3部分构成,其移动机构原理如图3所示。
图3 仿生轮腿式月球车移动机构原理#1159#机械科学与技术第29卷车体支架用于承载车体本身及其所载科学仪器;轮腿装在轮腿支架上,并通过一个转动副与安装支架相连。
其中2条轮腿的安装支架分别固连在转向支架的两端,转向支架通过一个转动副与车体支架相连;另2条轮腿的安装支架直接与车体支架固连。
转向支架的作用是保证月球车单侧越障时,4条轮腿均能着地,使车体不会随障碍物高度发生过分侧倾,从而可以保证行驶的平稳性。
各轮腿的步行和转向均采用电机独立驱动,并且相对车体中心对称布置。
3仿生轮腿式月球车运动学分析311坐标系与机构参数设定为建立运动学模型,首先利用D2H方法建立一系列坐标系来表示月球探测车各运动部件间的平移和旋转关系[9]。
建立如图3所示的坐标系,设车体质心位于车体支架中心,并在此建立参考坐标系(O0X0Y0Z0)。
驱动轮腿步行的4个电机关节转角分别为H1、H2、H3、H4,驱动轮腿转向的4个电机关节转角分别为U1、U2、U3、U4,转向支架的关节转角为W(由传感器测得),车体中心姿态:A(偏航)、B(俯仰)、C(滚转)。
4条轮腿的机构参数相同:跨步杆长2a,二级转臂长2b,一级转臂长c,轮腿支架长d,跨步杆和二级转臂间距h1,一级转臂和二级转臂间距h2,一级转臂和轮腿支架间距h3,轮腿支架和轮腿转向关节间距h4。
其他参数:轮腿转向关节与车架垂直间距e,左右轮腿转向关节相距2g,转向支架的转向关节距车架前端横梁(2g-f)、距车架后端横梁f。
312轮腿机构坐标变换模型为方便求解,可先求出各轮腿转向关节中心到轮腿跨步杆着地点的坐标变换矩阵,再计算月球车各轮腿机构的正向运动学。
图3月球车移动机构左右对称布置,其同侧轮腿机构完全相同。
(1)右侧轮腿机构坐标变换模型以右前轮腿机构为例,车体在向前行驶时,右前轮腿机构中的前后跨步杆依次着地,其顺序为P R1、P R2、P R3、P R4,后退时则相反。
其前后跨步杆四个端点相对于轮腿转向关节中心的坐标变换模型如图4所示。
则右侧轮腿各跨步杆的着地点相对于轮腿转向关节处的坐标变换可表示为TP R=T R4T R3T R2T R1(1)图4右侧轮腿机构坐标变换模型(2)左侧轮腿机构坐标变换模型左侧轮腿机构坐标变换矩阵与右侧类似,故略。
其各跨步杆的着地点相对于轮腿转向关节处的坐标变换可表示为TP L=T L4T L3T L2T L1(2) 313月球车移动机构正向运动学分析月球车移动机构的正向运动学是已知车体中心位姿和各个关节的位移,求各跨步杆端点的位姿。
车体中心处的坐标在参考系下的变换矩阵为T0=R(Z,A)R(Y,B)R(X,C)(3)分别将右后、左后、右前、左前轮腿的跨步杆着地点中心到车体中心的坐标变换矩阵记为o T R A, o TL A,o T R F,o T LF。
根据图3,从车体中心到各个轮腿转向关节处的变换矩阵为o TR B=T o T(X,f-g)R(Y,90b)R(Z,180b)T(Z,-f)R(Z,W)T(Y,g)T(Z,e)(4) o TL B=T o T(Y,f-g)R(Y,90b)R(Z,180b)T(Z,-f)R(Z,W)T(Y,-g)T(Z,e)(5) o TRF=T o T(X,g)R(X,180b)R(Z,W)T(Y,g)T(Z,e)(6) o TLF=T o T(Y,g)R(X,180b)R(Z,W)T(Y,-g)T(Z,e)(7)式中:下标RB,L B,RF,L F分别表示右后、左后、右#1160 #第9期汪永明等:仿生轮腿式月球车运动学建模与虚拟样机仿真分析前和左前。