【正文】
為函數(shù)名的 M 文件,其中il,P_0_c,Rc,zq_T,d4,m,n,P_0_A,d_Rc,d_P_0_c,d_d4,id_l,d_ZqT,dm,dn 為輸入?yún)?shù),其中il 是一個(gè) 的矩陣,表示多足步行機(jī)器人腿長(zhǎng)的理論值 ;13? 123[,]iilP_0_c 是一個(gè) 的矩陣,表示多足步行機(jī)器人質(zhì)心點(diǎn)的理論位置,意義為;[,]ooccxyzm,n 為機(jī)體尺寸Rc 是一個(gè) 的矩陣,表示多足步行機(jī)器人機(jī)體動(dòng)平臺(tái)的狀態(tài),其意義式為3?∑∑ 0 φ φφ φ?qǐng)D 31 手腳融合四足機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖 32 機(jī)器人在 中 平面上的投影c?xy?圖基于手腳融合的多足步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度研究2612133(,),(,)OCrRzyx??????????? zq_T 為的表達(dá)是為 0101IIIxxoAyyOzznoapT??????????????p 下面用一組數(shù)據(jù)為例,并以此做為誤差分析的一種在理論上的證明:調(diào)用附錄 2 中的 M 文件中的函數(shù),其輸出參數(shù)的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)在命令窗體中,輸入如下參數(shù):il=[,]。d4=。Rc=[1,0,0。0,1,0。0,0,1]。d_Rc=[0,0,0。0,0,0。0,0,0]。zq_T=[0,1,0,。1,0,0,。0,0,1,。0,0,0,1]。d_ZqT=[,0,0,0。0,0,0,0。0,0,0,0。0,0,0,0]。P_0_A=[ ]。P_0_c=[0,]。d_P_0_c=[ ]。d_d4=。m=。n=。id_l=[,]。dm=0。dn=0。liuboni(il,P_0_c,Rc,zq_T,d4,m,n,P_0_A,d_Rc,d_P_0_c,d_d4,id_l,d_ZqT,dm,dn)。得出的結(jié)果如下:抓取髖關(guān)節(jié)角度:s1=抓取臂大腿關(guān)節(jié)角度:s2=抓取臂小腿關(guān)節(jié)角度:s3=抓取臂小腿旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)角度:s4=45d_Theta1 =d_Theta2 =d_Theta3 =d_Theta4 =基于手腳融合的多足步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度研究27以上結(jié)果顯示了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程在 MATLAB 的計(jì)算中的誤差的正確性 本章小結(jié)本章主要分析多足步行機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程最后導(dǎo)出逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的誤差方程。并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證所導(dǎo)出的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差方程的正確性?;谑帜_融合的多足步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度研究28結(jié)論步行機(jī)器人需要根據(jù)機(jī)器人機(jī)體與參考基礎(chǔ)之間復(fù)雜的非線性幾何關(guān)系求得關(guān)節(jié)角。然后,通過(guò)關(guān)節(jié)電機(jī)伺服,驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)至相應(yīng)的位置。然而,關(guān)節(jié)之間名義的幾何參數(shù)(包括結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)輸入變量),由于制造裝配誤差、環(huán)境溫度變化、電機(jī)控制系統(tǒng)的誤差、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差等原因,很可能是不精確的。這樣,機(jī)器人控制器所使用的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型與真實(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型不一致,按理想的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)電機(jī)獲得的實(shí)際機(jī)器人機(jī)體的位姿將有可能偏離要求的位姿。 步行機(jī)器人機(jī)體位姿的運(yùn)動(dòng)誤差也會(huì)受到非幾何參數(shù)誤差的影響。如關(guān)節(jié)和連桿的彈性變形、振動(dòng)、回差等。在本文中,主要研究驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)變量的誤差對(duì)機(jī)器人機(jī)體位姿誤差的影響。實(shí)際上,驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)變量的誤差可以含蓋測(cè)量系統(tǒng)的誤差、制造裝配誤差、環(huán)境溫度變化、電機(jī)控制系統(tǒng)的誤差、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的間隙、關(guān)節(jié)和連桿的彈性變形、振動(dòng)、回差等的影響。根據(jù)希望的步態(tài)軌跡確定機(jī)器人各驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)控制變量的過(guò)程是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算中的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題。本文中,在論述多足步行機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算過(guò)程的基礎(chǔ)上,研究了多足步行機(jī)器人軌跡精度與驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)變量運(yùn)動(dòng)精度之間的關(guān)系。依據(jù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)約束關(guān)系,獲得了機(jī)器人的誤差表達(dá)式,包含機(jī)器人腿的站立點(diǎn)在機(jī)體坐標(biāo)系及臂關(guān)節(jié)坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)誤差、方向矩陣的運(yùn)動(dòng)誤差、站立腿驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)參數(shù)誤差表達(dá)等。導(dǎo)出了表示驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)參數(shù)誤差、結(jié)構(gòu)參數(shù)、機(jī)器人軌跡誤差相互關(guān)系的方程組。在本文的實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)機(jī)器人的理論模型設(shè)計(jì)一條直線步態(tài),通過(guò)對(duì)機(jī)器人在該步態(tài)下實(shí)際運(yùn)動(dòng)中機(jī)體軌跡誤差數(shù)據(jù)的測(cè)量,通過(guò)機(jī)器人的誤差模型,計(jì)算出站立腿驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)參數(shù)誤差值。將該誤差值的負(fù)值作為驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)參數(shù)的補(bǔ)償量,按補(bǔ)償后的關(guān)節(jié)參數(shù)重新驅(qū)動(dòng)多足步行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)該步態(tài),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:機(jī)器人機(jī)體軌跡的運(yùn)動(dòng)精度顯著提高?;谑帜_融合的多足步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度研究29致謝本文的研究工作是在導(dǎo)師王良文教授的悉心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下完成的,導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng),淵博的學(xué)識(shí),和一絲不茍的工作態(tài)度使我在工作、學(xué)習(xí)、做人等方面深受啟迪和教誨,這將使我終身受益。在此,謹(jǐn)向?qū)煴硎局孕牡母兄x和崇高的敬意。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,王老師給我提出了明確的思路,使我在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中少走了許多彎路,為畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我也從中學(xué)到了很多的東西,特別是對(duì)誤差結(jié)果的分析,解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題等使我受益良多。在本文的完成過(guò)程中我要特別感謝在我的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予我?guī)椭^(guò)的學(xué)長(zhǎng)唐唯剛和學(xué)長(zhǎng)張小輝,同學(xué)張寶輕,姚德波,何彩繁,王朋,陳瑞峰,公丕兵,胡亞輝。最后,要深深地感謝我深愛(ài)的父母以及家人,是他們?cè)诰裆?、?jīng)濟(jì)上給予的莫大鼓勵(lì)與支持,使我順利完成本科學(xué)習(xí)階段的學(xué)習(xí)工作。感謝朋友、同學(xué)們?cè)诒究茖W(xué)習(xí)階段給予我莫大的關(guān)心與支持。謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給所有關(guān)心、幫助和支持過(guò)我的人們!基于手腳融合的多足步行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度研究30參考文獻(xiàn)[1] 黃俊軍,葛世榮,曹為. 多足步行機(jī)器人研究狀況及展望[J] . 機(jī)床與液壓,2022,(5) .[2] S. 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