复杂环境下移动机器人的运动分析及仿真

摘要

随着现代技术的发展，机器人研究越来越受到广泛关注，特别是移动机器人研究已经成为人们研究的热点之一。目前，在单一的环境下或在平坦的路面上进行工作的机器人已有了很多，也有了很多工程应用的例子，但对于适应在复杂的环境下工作的机器人还处于研究阶段，还有许多问题需要解决。本文主要针对轮腿复合式移动机器人在复杂路况下的越障运动规划展开研究。 首先，本文在查阅国内外移动机器人相关资料的基础上，综合比较了各种移动机构的优缺点，确定了移动机器人的结构形式。对移动机器人在各种路况下的通过性进行了分析，设计了其在典型路况下的越障方案，为后面的运动学分析、动力学分析以及控制决策的制定奠定了基础。 其次，建立了机器人移动平台在平整地面上的运动学模型和机器人海拔平面内的越障运动学模型，并进行深入的分析，最后以跟踪所规划的机器人质心运动轨迹为目标，利用MATLAB 进行数值求解仿真，得到了运动学参数的变化规律。 最后，建立了机器人的越障动力学模型，以完成跟踪所规划的质心运动轨迹为目标，对相关的动力学参数的变化规律进行了求解仿真，得到动力学参数的特征曲线，为机器人的越障控制和结构优化提供了重要的参考依据。