內(nèi)外驅(qū)動(dòng)兼?zhèn)涞那蛐螜C(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、球形機(jī)器人是一種新型的移動(dòng)機(jī)器人，具有球形外殼，能夠在失穩(wěn)后獲得最大的穩(wěn)定性，不怕翻倒，可以實(shí)現(xiàn)全向滾動(dòng)，轉(zhuǎn)彎更加靈活。球形機(jī)器人是傳統(tǒng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方式的突破，是移動(dòng)機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。 目前的球形機(jī)器人大多為內(nèi)部驅(qū)動(dòng)，很難解決能源供給問(wèn)題。為此，本文提出了一種內(nèi)外驅(qū)動(dòng)兼?zhèn)涞那蛐螜C(jī)器人，并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、越障性能分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析方面的研究。 首先介紹了球形機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，給出了目前球形機(jī)器人研究中遇

2、到的主要問(wèn)題。通過(guò)應(yīng)用機(jī)器人重心偏移力偶驅(qū)動(dòng)的方法，設(shè)計(jì)了一種內(nèi)外驅(qū)動(dòng)兼?zhèn)涞那蛐螜C(jī)器人裝置。該球形機(jī)器人以外部風(fēng)能驅(qū)動(dòng)為主，以球體內(nèi)部電機(jī)驅(qū)動(dòng)為輔。運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)和靜力學(xué)理論建立了機(jī)器人的靜力學(xué)平衡方程，根據(jù)力矩平衡原理建立了描述該球形機(jī)器人越障運(yùn)動(dòng)性能的約束方程，得出了風(fēng)速、地形傾角、障礙物高度、球體尺寸及重量等各物理參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。基于廣義歐拉角描述球形機(jī)器人的坐標(biāo)變換，運(yùn)用系統(tǒng)的動(dòng)量矩定理，建立了球形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模型?；贚a