【摘 要】
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足式机器人具有诸多特殊路面行走能力,可用于工程探险勘测、反恐防爆、军事侦察等危险工作,在移动机器人领域具有重要的研究意义。在众多足式机器人当中,四足机器人静态稳定性能大大优于双足机器人,且机构的冗余和控制复杂程度比六足和八足更简单,因此四足结构在足式机器人领域具有较好的综合性能。正是由于这个原因,使得仿生四足机器人成为当前研究的重中之重。本文的主要研究内容如下:第一,基于trot步态的基本理论与方
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足式机器人具有诸多特殊路面行走能力,可用于工程探险勘测、反恐防爆、军事侦察等危险工作,在移动机器人领域具有重要的研究意义。在众多足式机器人当中,四足机器人静态稳定性能大大优于双足机器人,且机构的冗余和控制复杂程度比六足和八足更简单,因此四足结构在足式机器人领域具有较好的综合性能。正是由于这个原因,使得仿生四足机器人成为当前研究的重中之重。本文的主要研究内容如下:第一,基于trot步态的基本理论与方法。以四足trot步态为基础,对trot步态的基本理论与方法进行研究,包括trot步态的概念、常见的trot步态足端轨迹、常见trot步态优化方法以及trot步态的常见控制方法。第二,基于trot步态的四足机器人直线运动研究。从建立四足机器人简化模型开始,分别用D-H法和解析法对四足机器人进行正、逆运动学求解,再进行足端轨迹规划,最后进行运动仿真,验证直线运动的准确性。其中直线运动足端轨迹规划采用经典的双摆线函数,并且采用零冲击原则对其进行优化。第三,基于trot步态的四足机器人转弯运动研究。首先,对四足机器人进行正、逆运动学求解。之后,再对其每个周期的起始足端点和足端轨迹进行设计。最后,针对四足机器人转弯运动过程中存在失稳的情况,基于零力矩点对质心位置进行调整,为四足机器人转弯的动态平衡控制提供了简单、高效的解决办法。
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金属氧化物陶瓷涂层具有良好的耐蚀性、耐磨性和生物相容性,是近年来医用植入体表面改性的热点材料。本文采用磁控溅射技术在医用TC4钛合金表面制备了Ta2O5、Nb2O5、Zr O2和Ti O2四种金属氧化物涂层以及单层、复合和梯度三种结构的Ta2O5基涂层,围绕涂层的制备、微观结构与性能进行了系统地研究。采用有限元方法分析了TC4表面四种氧化物涂层和三种Ta2O5基涂层的残余热应力。结果表明:(1)四
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