基于手脚融合的多足步行机器人的运动精度研究.doc

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1、河南工程学院本科毕业设计（论文）题目基于手脚融合的多足步行机器人的运动精度研究学生姓名专业班级机设06-4班学号号院（系）机电工程学院指导教师（教授）完成时间2010年5月30日基于手脚融合的多足步行机器人的运动精度研究摘要机器人运动误差是衡量机器人性能的重要指标之一，直接影响到机器人的工作质量，对多足步行机器人的运动精度研究是一项重要而富有意义的工作。本文以四足步行机器人为研究对象，通过分析机器人的正运动学和逆运动学运动方程和误差方程，对步行机器人的精度分析问题进行了比较深入的理论研究。首先，结合国内外多足步行机器人现状和误差分析现状以及多足步行机器人的机构特点，分析了运动误差的主要

2、来源。其次，在多足步行机器人正逆运动学的求解过程的基础上，运用微分的方法计算运动机器人正逆运动的误差方程。最后，在MATLAB环境下编制相应的误差分析程序，通过实例仿真验证误差分析的正确性。关键词：多足步行机器人/正运动学/逆运动学/误差分析HAND-FOOT-INTEGRATEDMECHANUSMTHEMOREWALKINGROBOTFUSIONACCURACYOFMOVEMENTABSTRACTThemotionerrorisoneoftheimportantindexesrobotperformances,whichaffecttheworkingqualityofthemult

3、ileggedwalkingrobotdirectly,formuchofthemotionprecisionwalkingrobotresearchisanimportantandmeaningfulwork.Basedonfourwalkingrobotforresearchobject,throughtheanalysisoftherobotkinematicsandinversekinematicsisinerrorequationsequationandthewalkingrobot,precisionanalysisproblem,deeplytheoreticalrese

4、arch.First,combinedwiththedomesticandforeignmanywalkingrobotpresentsituationandtheerroranalysis,aswellasthecharacteristicsofthewalkingrobot,theerroranalysisofmovementerroristhemainreasonforthedifference.Secondly,inwalkingrobotistheinversekinematicsolutionprocess,usingthedifferentialmethodofinver

5、serobotmotionequationofmovementerror.Finally,intheMATLABenvironmentcorrespondingerroranalysisprogramcompiledbyexampletoprovethecorrectnessoftheerroranalysis.Keywords:multi-leggedwalkingrobot，forwardkinematics，inversekinematics，Erroranalysis目录摘要IABSTRACTII1绪论11.1引言11.2课题来源、目的及意义11.3国内外研究现状21.4本文研

6、究内容72多足步行机器人的正运动学分析和误差分析92.1引言92.2研究对象的介绍102.3影响运动误差的主要因素112.4机器人正运动学分析和误差分析132.4.1串联机械手的正运动学132.4.2机器人抓取时的正运动学分析162.4.3算例192.5本章小结213多足步行机器人的逆运动学分析和误差分析223.1机器人的逆运动学分析和误差分析223.2算例263.3本章小结28结论29致谢30参考文献31附录33附录133附录2371绪论1.1引言在自然界和人类社会中,存在一些人类无法到达的地方和可能危及人类生命的特殊场合,如行星表面、灾难发生矿井、防灾救援和反恐斗争等,对这些危险环

7、境进行不断地探索和研究,寻求一条解决问题的可行途径成为科学技术发展和人类社会进步的需要。具有仿生特征的移动机器人，因为能够代替人在一些非结构性环境中作业而成为了学者们研究和关注的热点。传统的移动机器人主要包括履带式、足式、轮式、混合式等多种运动形式。其中，履带式和轮式机器人结构较简单，其运动能力受到环境因素的限制。相对于轮式、履带式机器人而言，多足步行机器人在非结构化、存在不确定性的环境内移动虽具有较大的优势，但现有的多足步行机器人通常作为一种