機器人弧形腿與松軟地面相互作用研究.pdf

1、隨著地面力學研究水平的提高和機器人技術的發(fā)展，以及任務的多樣化，設計能夠適應復雜環(huán)境的機器人成為近些年來研究的熱點問題。對硬地面和流體環(huán)境中運動原則的探索和理解已經達到了很高的程度，然而，分析機器人在松軟介質環(huán)境（如沙漠，海灘，沼澤等）中的運動仍然非常困難。松軟地面作為一種典型的復雜環(huán)境，會極大降低傳統(tǒng)的輪式或履帶式機器人的機動性和通過性，對機器人的性能構成極大的挑戰(zhàn)。移動機構和松軟介質之間的相互作用主要取決于移動機構的結構設計，介質本

2、身的性質，以及控制策略等。這種相互作用對機器人的移動性能起到非常重要的作用。
　　 本文主要通過理論與實驗相結合的方法分析機器人腿部與松軟介質（干沙，濕沙和泥）相互作用過程。本文利用這種方法，成功實現了對相互作用過程中作用在腿部的力和轉矩的預測，揭示了一種新型的半橢圓腿式推進機構在松軟介質環(huán)境中的推進優(yōu)勢。在此基礎上，進一步探索了角速度和腿部曲線形狀對推進性能的影響，這些工作可以被用來指導機器人推進機構的設計和控制策略的選擇。<

3、br>　　 該方法綜合了改進的RFT模型和拖桿實驗，可以被用來預測穿透松軟介質時移動機構受到的反作用和評估機器人的運動表現。
　　 已有的RFT只適用同一平面內的低速運動，針對移動機構和松軟介質相互作用過程中各個微元深度和速度的變化，本文對其進行了如下改進:加入描述速度方向和大小影響變量，既簡化了模型又考慮到了由微元速度大小不同帶來的影響;加入了描述深度影響的變量，以此來描述RFT微元的受力隨深度的變化關系。
　　 同