以上各式则为双足机器人下肢的正运动学方程,将表2.2中的各参数代入公式(2-3)、(2-4)所得即为双足机器人下肢各连杆的姿态。换个说法

时间: 2024-05-20 07:18:43 浏览: 44
,表2.2中给出了双足机器人下肢各连杆的长度、关节角度等参数,根据这些参数,可以使用公式(2-3)、(2-4)计算出每个连杆的姿态。这些公式描述了双足机器人下肢的正运动学,可以用来解决机器人姿态控制、运动规划等问题。需要注意的是,这些公式仅适用于特定的机器人结构和参数,不同的机器人可能需要使用不同的公式来计算姿态。
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ode45求解变刚度阻尼双足机器人动力学方程,求双足机器人中某个参数对所有变量求偏导MATLA

首先,需要定义好双足机器人的动力学方程和变量。假设双足机器人的动力学方程为: M(q)ddq + C(q,dq) + g(q) = tau 其中,M(q)是机器人的质量矩阵,q是机器人的关节位置向量,dq是机器人的关节速度向量,ddq是机器人的关节加速度向量,C(q,dq)是机器人的科氏力矩,g(q)是机器人的重力矩,tau是机器人的关节力矩向量。 假设要求某个参数p对所有变量的偏导数,可以采用MATLAB的符号计算工具箱来求解。具体步骤如下: 1. 定义符号变量 syms q1 q2 q3 dq1 dq2 dq3 ddq1 ddq2 ddq3 p 其中,q1、q2、q3分别表示机器人的三个关节角度,dq1、dq2、dq3分别表示机器人的三个关节角速度,ddq1、ddq2、ddq3分别表示机器人的三个关节角加速度,p表示需要求导的参数。 2. 定义动力学方程 根据上述动力学方程,可以将其转换为符号表达式: eqn = M*[ddq1; ddq2; ddq3] + C*[dq1; dq2; dq3] + g - [tau1; tau2; tau3]; 其中,M、C、g、tau1、tau2、tau3分别表示机器人的质量矩阵、科氏力矩、重力矩和关节力矩向量。注意,这里的关节力矩向量中的值需要用p表示。 3. 求偏导数 利用MATLAB的diff函数可以求解偏导数: d_eqn_dq1 = diff(eqn, q1); d_eqn_dq2 = diff(eqn, q2); d_eqn_dq3 = diff(eqn, q3); d_eqn_ddq1 = diff(eqn, ddq1); d_eqn_ddq2 = diff(eqn, ddq2); d_eqn_ddq3 = diff(eqn, ddq3); d_eqn_dp = diff(eqn, p); 其中,d_eqn_dq1、d_eqn_dq2、d_eqn_dq3、d_eqn_ddq1、d_eqn_ddq2、d_eqn_ddq3、d_eqn_dp分别表示动力学方程对关节角度、关节角速度、关节角加速度和参数p的偏导数。 4. 将符号表达式转换为函数 利用MATLAB的matlabFunction函数可以将符号表达式转换为函数,以便后续使用: f_d_eqn_dq1 = matlabFunction(d_eqn_dq1); f_d_eqn_dq2 = matlabFunction(d_eqn_dq2); f_d_eqn_dq3 = matlabFunction(d_eqn_dq3); f_d_eqn_ddq1 = matlabFunction(d_eqn_ddq1); f_d_eqn_ddq2 = matlabFunction(d_eqn_ddq2); f_d_eqn_ddq3 = matlabFunction(d_eqn_ddq3); f_d_eqn_dp = matlabFunction(d_eqn_dp); 5. 求解偏导数 将机器人的状态量和参数代入上述函数,即可求解偏导数。例如,假设机器人的关节角度为[0; 0; 0],关节角速度为[0; 0; 0],关节角加速度为[0; 0; 0],参数p为1,则可以如下计算: d_eqn_dq1_val = f_d_eqn_dq1([0; 0; 0], [0; 0; 0], [0; 0; 0], 1) d_eqn_dq2_val = f_d_eqn_dq2([0; 0; 0], [0; 0; 0], [0; 0; 0], 1) d_eqn_dq3_val = f_d_eqn_dq3([0; 0; 0], [0; 0; 0], [0; 0; 0], 1) d_eqn_ddq1_val = f_d_eqn_ddq1([0; 0; 0], [0; 0; 0], [0; 0; 0], 1) d_eqn_ddq2_val = f_d_eqn_ddq2([0; 0; 0], [0; 0; 0], [0; 0; 0], 1) d_eqn_ddq3_val = f_d_eqn_ddq3([0; 0; 0], [0; 0; 0], [0; 0; 0], 1) d_eqn_dp_val = f_d_eqn_dp([0; 0; 0], [0; 0; 0], [0; 0; 0], 1) 这些值即为所求的偏导数。

Li导数在双足机器人中求解动力学方程二阶导数MATLAB

在双足机器人中求解动力学方程二阶导数的MATLAB代码如下: 假设机器人有$n$个关节,$q$是$n\times 1$的关节角度向量,$dq$是$n\times 1$的角速度向量,$\ddot{q}$是$n\times 1$的角加速度向量,$M$是$n\times n$的惯性矩阵,$C$是$n\times 1$的科里奥利力向量,$G$是$n\times 1$的重力向量,$B$是$n\times n$的耦合矩阵。则动力学方程可以表示为: $$M\ddot{q}+C+G+Bq=F$$ 其中,$F$是$n\times 1$的关节力矩向量。我们可以根据这个方程求解$\ddot{q}$。MATLAB代码如下: ```matlab function ddq = biped_robot_dynamics(q, dq, F) % 双足机器人动力学方程求解二阶导数 % 输入:q - 关节角度向量,dq - 角速度向量,F - 关节力矩向量 % 输出:ddq - 角加速度向量 % 机器人参数 n = length(q); M = zeros(n,n); % 惯性矩阵 C = zeros(n,1); % 科里奥利力向量 G = zeros(n,1); % 重力向量 B = zeros(n,n); % 耦合矩阵 % 计算机器人参数 % ... % 计算动力学方程 ddq = inv(M)*(F - C - G - B*q); end ``` 需要注意的是,计算机器人参数需要根据具体的机器人模型进行,这里未给出具体实现。

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双足机器人是与人类最接近的一种机器人,其关键技术就是双足步行,最大的特征就是能像人类一样行走,可以完成人类基本的运动功能,尽管目前在仿人机器人领域已经取得了很大的成果,但相对于人类行走,怎样提高在行走过程中步态的稳定性、灵活性、行走速度以及独立性等仍然是个很大的挑战。由于足部是在行走过程中唯一与地面直接接触的机构,直接受到地面的反作用力,因此足部与地面的接触情况以及缓解冲击的重要性就显而易见。 本文主要针对双足机器人仿生足部运动机构开展研究,主要工作如下:1、分析了双足机器人足部关节研究的目的及意义,归纳了各种类型的足部机构的优缺点,综述了国内外的研究,提出从仿生学的角度利用柔顺机构学原理解决足部结构设计的可行性。2、结合解剖学、人体运动力学、仿生学和柔顺机构学等相关知识,分析足部关节的结构及其各部分(骨骼、肌肉)的运动功能,通过对人体行走步态的研究,分析足部关节抗冲击、减震、储能等方面的结构特征,为仿生柔顺节能足的进一步的研究提供了基础依据。3、根据双足机器人在行走过程中脚趾的运动特征,提出了脚趾与脚掌的连接方法。应用柔顺机构原理,设计了三种不同的柔顺机构模型。利用SolidWorksSimulation软件中的非线性分析方法,对以上三种柔顺机构进行了计算与优化,比较分析应力与位移大小。设计了一种适用于“脚跟着地,脚尖离地”行走步态的脚趾柔顺铰链,为以后的行走方式的改变提供了可能。4、从仿生学的角度出发,完成了仿生足单元的整体结构设计。根据路面状况优化了脚趾结构和脚跟结构,使其对地面具有更好的适应性,同时,对脚跟冲击吸收机构进行了分析和优化。由于避震器具有良好的冲击吸收功能,在此采用了避震器与弹簧板相结合的机构。根据所确定的避震器参数,对弹簧板进行有限元分析。最后,完成了橡胶脚底层材料以及六维力力矩传感器的选择。

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