基于旋量理论的弹性关节六腿机器人动力学分析-中南大学学报.pdf

第 42 卷增刊 1  中南大学学报(自然科学版)  Vol.42  Suppl. 1  2011 年 9 月  Journal of Central South University (Science andTechnology)  Sep. 2011  基于旋量理论的弹性关节六腿机器人动力学分析 丁希仑，李可佳，徐坤  (北京航空航天大学 机械工程与自动化学院，北京，100191)  摘要：分析了关节弹性变形对六腿机器人运动产生的影响，采用旋量理论对六腿步行机器人的位置、速度和能量 进行了描述，并应用拉格朗日方程建立了简洁、完整的六腿步行机器人的动力学模型。仿真对比实验结果说明了 恒定的关节弹性变形、 时变的关节弹性变形、 关节的运动速度对六腿机器人抬起腿和支撑腿输出力矩的影响程度。 关键词：六腿机器人；动力学；弹性关节；旋量 中图分类号：TP242  文献标志码：A  文章编号：1672−7207(2011)S1−0589−07  Dynamicsanalysis of six­legged robot withelastic joints  usingscrew theory  DING Xi­lun, LI Ke­jia, XU Kun  (School of Mechanical Engineering and Automation, Beijing University of Aeronautics and Astronautics,  Beijing 100191, China)  Abstract: Six­legged robot’s dynamics was analysized considering joint elasticity, the position and velocity, and energy  caused by joints’  flexible variable based  on  the  screw  theory were described in detail. The  compact  and  complete  Lagrange equation of the six­legged robot system was established. The influence of elastic joints’ deformation on the  lifting legs was demonstrated and supporting legs by inverse dynamics simulation with constant and time­varying joint  elasticity were demonstrated, moreover the effect of joints’ speed was illustrated. The results of simulation reveal the  influence of dynamics model caused by joint elasticity.  Keywords:six­legged robot; dynamics;elastic joint;screw  为了使步行机器人能够在高低不平的地面上完成 运动学和动力学方程，该方法降低了动力学建模的难