动态张拉整体以张拉整体结构为基本的结构形式,具备结构形式高效、形态可调整的特点,为张拉整体结构的研究开拓了新思路。动态张拉整体在行进系统领域的应用是动态张拉整体的一个重要研究方向。其中,球形动态张拉整体因其出色的运动性能受到了较广泛的关注。通过将作动器的作动效果进行组合,可以获得能够驱动球形动态张拉整体运动的步态。然而,在球形动态张拉整体的实际运动中,结构自身与理论模型的差异、外部环境的多样性,使得理论计算得到的步态在实际应用中有可能无法实现预期的驱动效果。因此,对步态进行鲁棒性评价,并选取鲁棒性较好的步态应用于球形动态张拉整体的运动能够最大程度上保证步态的有效性。同时,球形动态张拉整体在向目标点的连续运动过程中,如何寻找最优行进路径也是其在行进系统应用中需要解决的一个问题。为解决上述问题,本文在前人的研究基础上,对球形动态张拉整体的步态鲁棒性与行进路径规划问题进行了深入的研究。第2章介绍了动态张拉整体的基础理论与方法。动态张拉整体首先应满足一般张拉整体结构的自应力平衡条件、几何稳定条件。通过引入主动控制方法,张拉整体具备了动态特性。以动力松弛法、遗传算法分别作为动态张拉整体的路径跟踪算法、步态优化算法,两者结合得到步态设计优化方法。以六杆球形动态张拉整体为例,运用步态设计优化方法获得六杆球形动态张拉整体的典型翻滚步态。第3章提出了动态张拉整体的步态鲁棒性评价方法。定义了动态张拉整体的步态鲁棒性,并基于蒙特卡洛原理给出了步态鲁棒性的评价指标。以龙卷风图的形式对动态张拉整体系统的敏感性参数进行了分析,并选取主要参数参与步态鲁棒性评价。对敏感性参数进行联合随机采样,以模拟系统中的不确定性。对典型的翻滚步态进行鲁棒性评价,获得鲁棒性较好的步态作为后续路径规划的基本步态。第4章建立了动态行进张拉整体的理论模型。根据动态张拉整体的运动特点,以有向图的形式描述其运动空间。动态张拉整体的路径规划问题被归纳为在有向图上寻找指定点之间最短距离的问题,距离、环境因素均被考虑在此问题中。以经典的Dijkstra算法求解有向图中指定点之间的最短距离。构建了仿真场景,以典型的路径规划仿真算例展示了路径规划方法的适应性。第5章研制了基于六杆球形动态张拉整体的实物概念样机。针对本文的步态鲁棒性与行进路径规划的研究,开展了基于实物概念样机的验证性试验。试验结果与理论结果有较好的一致性,证明本文提出的步态鲁棒性评价方法与行进路径规划方法是有效、合理的。本文对动态张拉整体的行进运动问题展开了研究,给出了步态鲁棒性评价方法与行进路路径规划方法。相关研究成果,有助于动态张拉整体在行进系统领域的应用。