移动机器人原理与设计ppt课件第二章运动机构

第二章第二章 移移动机器人的运机器人的运动机构机构腿足式机器人腿足式机器人四足机器人步四足机器人步态轮式机器人式机器人轮和底和底盘1第二章 移动机器人的运动机构腿足式机器人112.1 腿足式机器人腿足式机器人适适应性和机性和机动性好性好结构和控制复构和控制复杂腿的数目腿的数目2.1 腿足式机器人适应性和机动性好2腿的自由度腿的自由度 2个自由度的腿 3个自由度的腿动作：抬腿、作：抬腿、摆腿、蹬腿、腿、蹬腿、弯腿弯腿 增加腿足的自由度可扩大机器人可行走的地形范围，增强了机器人以不同步态行走的能力；附加的自由度则带来了能量、控制和负荷等方面的问题。腿的自由度3移动机器人原理与设计ppt课件第二章运动机构4移动机器人原理与设计ppt课件第二章运动机构5两轮自平衡小车摩擦力f、支持力N、重力G、惯性力F机器人保持向前倾斜一个小角度的平衡状态轮子必须在不断的加速，让 F惯性力保持不变两轮自平衡机器人只能实现动态稳定两轮自平衡小车6步步态规划划步态(Gait)：是指在运动过程中，步行者的肢体在时间和空间上的一种协调关系，是移动腿有规律的重复顺序和方式.支撑相：腿部着地的状态。摆动相：腿由地面抬起，腿部处于空中的状态。步态周期T：是指多足机器人完成一个步态所需要的时间，也就是机器人所有腿轮番完成一次“提起摆动放下”的动作所花费的时间。占空系数：在一个步态周期T内，机器人的i腿处于支撑相的时间tpi和一个步态周期T的比值步态规划7四足机器人静态平衡方式的步态规划1、在任何时候都有3条腿支撑地面，并且重心位于这三条腿与地面接触点构成的三角形内部。2、机器人需要通过腿部运动，主动移动重心，才能实现机器人的整体运动。占空系数是占空系数是0.750.75四足机器人静态平衡方式的步态规划8前进步态(1)前进步态(1)9前进步态(2)在重心前移的过程中总是4个支持足同时着地，发生滑动会使很多能量浪费掉。所以，如果能够在3个足着地的状态下进行机械足的后蹬运动就会节省更多的能量。前进步态(2)10前进步态的优化前进步态的优化11转向步态转向步态12转向的优化转向的优化132.2 轮式移式移动机器人机器人轮子是人类的一项重要发明 （a）标准轮（b）小脚轮（c）瑞典轮（d）球形轮2.2 轮式移动机器人14轮子和底盘结构轮子和底盘结构15轮子和平台运动方向关系轮子和平台运动方向关系16轮子和底子和底盘结构构选取的原取的原则1.稳定性静态稳定要求至少有3个轮子,若多于3个,需要一个悬挂系统以使所有轮子保持与地面接触.2.机动性向任意方向运动的能力,灵活性.3.可控性可控性和机动性之间存在逆相关性.轮子和底盘结构选取的原则17习题：1.试给出腿足式机器人与轮式机器人的异同点。2.试比较两轮、三轮、四轮运动机构的运动特性。3.什么是步态？什么是步态规划？4.在进行四足机器人周期性步态规划时，需要遵循的两个原则是什么？5.试简述静平衡和动平衡的概念，并举例说明。习题：18