繩索驅(qū)動(dòng)的仿人機(jī)器人下肢設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、仿人機(jī)器人具有類人的雙足行走功能，能夠代替人類完成一些特殊的工作，因此仿人機(jī)器人具有較好的應(yīng)用前景，然而目前現(xiàn)有的仿人機(jī)器人存在柔順性不足的問(wèn)題，因此對(duì)于繩索柔性驅(qū)動(dòng)的仿人機(jī)器人下肢的研究具有重要的意義。
　　本文首先通過(guò)研究人體下肢運(yùn)動(dòng)機(jī)理，基于仿生學(xué)原理利用繩索代替人體肌肉完成機(jī)器人關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)了仿人機(jī)器人下肢結(jié)構(gòu)。之后建立了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)模型，完成正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)分析求解，利用SimMechanics仿真驗(yàn)證了

2、下肢動(dòng)力學(xué)模型的正確性;研究了地面反力對(duì)關(guān)節(jié)力矩的影響。其次確定了各繩索起止點(diǎn)、支撐點(diǎn)位置以及工作空間;計(jì)算了繩長(zhǎng)與關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的關(guān)系;利用優(yōu)化的方法分析求解了關(guān)節(jié)拉力;研究了關(guān)節(jié)剛度的主要影響因素，設(shè)計(jì)了一種新型的變剛度裝置并且完成了變剛度模塊的分析與關(guān)節(jié)剛度變化范圍的求解。最后在ADAMS中建立動(dòng)力學(xué)仿真模型，設(shè)置合理的仿真參數(shù)，分別利用繩索長(zhǎng)度與拉力驅(qū)動(dòng)仿人機(jī)器人，得到的仿真步態(tài)結(jié)果與人體步態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符，基于simulink中設(shè)計(jì)了