基于ADAMS的四足机器人上下坡运动仿真.pdf

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1、2013年2月机床与液压Feb．20l3第41卷第4期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．41No．4DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．04．038基于ADAMS的四足机器人上下坡运动仿真马宗利，王建明，李华，赵彦，刘延俊(山东大学机械学院，山东济南250061)摘要：利用Pm／E设计了四足机器人简化模型，应用ADAMS对内膝肘式四足机器人上下坡trot行走进行运动学仿真。仿真结果表明：内膝肘式四足机器人能够上下坡trot行走，运动基本稳定，说明

2、该结构设计方案基本可行。关键词：上下坡；ADAMS仿真；四足机器人中图分类号：TM743文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)4—122—2SimulationofSlopingupanddownforQuadrupedRobotBasedonADAMSMAZongli，WANGJianming，LIHua，ZHA0Yan，LIUYanjun(MechanicalCollegeofShandongUniversity，JinanShandong250061，China)Abstr

3、act：AsimplifiedmodelofquadrupedrobotwasdesignedbyusingPro／E．ByusingADAMS，kinematicssimulationofslopingupanddownwithtrotmovingwasdoneforthemodelofquadrupedrobotwithelbowjointinfrontlegsandkneejointinbacklegs．Thesimulationresultsindicatequadrupedrobotw

4、ithelbowjointinfrontlegsandkneejointinbacklegscanslopeupanddownwithtrotmoving，themovingisstable．Thisstructuredesignplanispracticable．Keywords：Slopingupanddown；ADAMSsimulation；Quadrupedrobot四足机器人实际作业时会经常遇到一定坡度的地面，而是与水平面及坡面各有一定的角度。即机器人形，因此，对四足机器人进行上下坡运

5、动仿真分析是上坡时，使前腿髋关节平衡位置后移，膝关节平衡位很有必要的。置前移，同时使后腿髋关节平衡位置后移，膝关节平作者借助于虚拟样机技术，在计算机上建立四足衡位置前移，这样调整之后就会使得机器人前腿弯机器人的模型，改变四足机器人各条腿上的关节驱动曲，后腿伸展，机器人的整体姿态就会变为前低后函数，适当调整四足机器人的躯体姿态，进而维持身高，从而更容易上坡；而当机器人下坡时，刚好相体平衡，完成上下坡的运动仿真。通过分析仿真结果反，即前腿髋关节平衡位置前移，膝关节平衡位置后可以提前发现一些问题，来改

6、进四足机器人物理样机移，同时使后腿髋关节平衡位置前移，膝关节平衡位设计。置后移，这样调整之后就会使得机器人前腿伸展，后1四足机器人的简化机构模型建立腿弯曲，机器人的整体姿态就会变为前高后低，从而简化的四足机器人，每条腿具有两个关节，即每更容易下坡。条腿上各有髋关节和膝关节。每个关节设计一个自由在仿真中，设置坡面的坡度为l0。，上下坡运动度⋯，其关节配置形式为时，在调整平衡位置的同时，在上坡时使机器人的前内膝肘式，即前面两腿为腿髋关节摆动幅值相对减小，在下坡时使后腿髋关节肘式关节，后面两腿为膝的摆

7、动幅度相对减小。四足机器人采用trot步态实现式关节。作者应用Pro／En—上下坡运动。gineer软件建立的四足机器RF(右前腿)髋关节驱动函数由3段函数组成，人模型如图1所示，其图1内膝肘式的四3种函数的曲线分别如图2所示。中机器人躯体长1200mm，足机器人模型宽400mm，高120mm，机f、器人大腿长460mm，小腿长457．5mm。寇嘏2四足机器人上下坡仿真用驱动函数的设计采用内膝肘式的四足机器人来完成上下坡的运动。在机器人上下坡时，需要调整机器人机体的姿态，使得机体平面既不平行于水

8、平面，也不平行于坡图2RF髋关节采用的3种函数的曲线收稿日期：2011—12—30作者简介：马宗利(1967一)，副教授，从事四足机器人研究。E—mail：zlm03@126．eom。第4期马宗利等：基于ADAMS的四足机器人上下坡运动仿真·123·当t=0—0．3S时使用函数1，当t=0．3～0．4S0．80．30．70．2时使用函数2，当t>0．4s时使用函数3，这样完整0．60．1f的RF髋关节驱动函数就如图3所示。昌0．50．0灏0．4RF膝关节驱动函数也由3段函数组成，3种函-0．1蠢