1、第二章 移動機器人的運動機構(gòu)腿足式機器人四足機器人步態(tài)輪式機器人輪和底盤1第二章 移動機器人的運動機構(gòu)腿足式機器人12.1 腿足式機器人適應(yīng)性和機動性好結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜腿的數(shù)目2.1 腿足式機器人適應(yīng)性和機動性好腿的自由度 2個自由度的腿 3個自由度的腿動作：抬腿、擺腿、蹬腿、 彎腿 增加腿足的自由度可擴大機器人可行走的地形范圍，增強了機器人以不同步態(tài)行走的能力；附加的自由度則帶來了能量、控制和負荷等方面的問題。腿的自由度移動機器人原理與設(shè)計課件第二章運動機構(gòu)移動機器人原理與設(shè)計課件第二章運動機構(gòu)兩輪自平衡小車摩擦力f、支持力N、重力G、慣性力F機器人保持向前傾斜一個小角度的平衡狀態(tài)輪子必須在不

2、斷的加速，讓 F慣性力保持不變兩輪自平衡機器人只能實現(xiàn)動態(tài)穩(wěn)定兩輪自平衡小車步態(tài)規(guī)劃步態(tài)(Gait)：是指在運動過程中，步行者的肢體在時間和空間上的一種協(xié)調(diào)關(guān)系，是移動腿有規(guī)律的重復(fù)順序和方式.支撐相：腿部著地的狀態(tài)。擺動相：腿由地面抬起，腿部處于空中的狀態(tài)。步態(tài)周期T：是指多足機器人完成一個步態(tài)所需要的時間，也就是機器人所有腿輪番完成一次“提起擺動放下”的動作所花費的時間。占空系數(shù) ：在一個步態(tài)周期T內(nèi)，機器人的i腿處于支撐相的時間tpi和一個步態(tài)周期T的比值步態(tài)規(guī)劃四足機器人靜態(tài)平衡方式的步態(tài)規(guī)劃1、在任何時候都有3條腿支撐地面，并且重心位于這三條腿與地面接觸點構(gòu)成的三角形內(nèi)部。2、機器人

3、需要通過腿部運動，主動移動重心，才能實現(xiàn)機器人的整體運動。占空系數(shù)是0.75四足機器人靜態(tài)平衡方式的步態(tài)規(guī)劃前進步態(tài)(1)前進步態(tài)(1)前進步態(tài)(2) 在重心前移的過程中總是4個支持足同時著地，發(fā)生滑動會使很多能量浪費掉。所以，如果能夠在3個足著地的狀態(tài)下進行機械足的后蹬運動就會節(jié)省更多的能量。前進步態(tài)(2)前進步態(tài)的優(yōu)化前進步態(tài)的優(yōu)化轉(zhuǎn)向步態(tài)轉(zhuǎn)向步態(tài)轉(zhuǎn)向的優(yōu)化轉(zhuǎn)向的優(yōu)化2.2 輪式移動機器人輪子是人類的一項重要發(fā)明 （a）標(biāo)準(zhǔn)輪 （b）小腳輪（c）瑞典輪（d）球形輪2.2 輪式移動機器人輪子和底盤結(jié)構(gòu)輪子和底盤結(jié)構(gòu)輪子和平臺運動方向關(guān)系輪子和平臺運動方向關(guān)系輪子和底盤結(jié)構(gòu)選取的原則穩(wěn)定性靜態(tài)穩(wěn)定要求至少有3個輪子,若多于3個,需要一個懸掛系統(tǒng)以使所有輪子保持與地面接觸.機動性向任意方向運動的能力,靈活性.可控性可控性和機動性之間存在逆相關(guān)性.輪子和底盤結(jié)構(gòu)選取的原則習(xí)題：1.試給出腿足式機器人與輪式機器人的異同點。2.試比較兩輪、三輪、四輪運動機構(gòu)的運動特性。3.什么是步態(tài)？什么是步態(tài)規(guī)劃？4.在