MATLAB与Adams在四足机器人步态规划中的应用

"基于MATLAB和Adams的四足机器人步态规划设计" 本文主要探讨了如何利用MATLAB和Adams软件进行四足机器人的步态规划设计，这是一种在机械工程和机器人学中的常见方法，旨在提高仿生四足机器人的运动性能和适应性。四足机器人因其在复杂环境中的高机动性和适应性而备受关注，特别是在陆地仿生机器人中占据重要地位。 首先，文章介绍了机器人的结构设计。采用MATLAB和Adams进行仿真设计可以降低开发成本，加快研发进程。设计的四足机器人每条腿有2个自由度，包括髋关节和膝关节，这两个关节的协调动作使得机器人能够实现各种步态。具体的结构尺寸和D-H（Denavit-Hartenberg）参数被用于建立机器人的运动学模型，以描述各关节之间的相对位置和运动关系。 D-H参数是一种常用的方法，用于定义机器人连杆之间的相对位置。在本文中，建立了机器人单腿的D-H坐标系，包括髋关节的坐标系{O1}、膝关节坐标系{O2}和足端脚尖位置的坐标系{O3}。每个坐标系的轴向定义了机器人的运动方向，并通过一系列的ai-1、αi-1、di和θi参数来描述连杆之间的相对位置和角度。 接着，文章涉及了步态规划方法。作者分析了四足机器人的运动学原理和小跑步态的规律，这是步态设计的基础。在MATLAB中建立运动学模型，设计出足端的运动轨迹，这涉及到关节角度随时间的变化函数，即关节驱动函数。这些函数决定了机器人腿部在不同阶段的运动状态。 最后，将关节驱动函数导入到Adams环境中进行动态仿真。Adams是一款强大的多体动力学仿真软件，可以对机器人的运动进行精确模拟，验证所设计步态的合理性与有效性。通过Adams的仿真结果，可以评估机器人的行走稳定性、速度和能耗等关键性能指标。 本文提供了一种结合MATLAB和Adams的四足机器人步态设计流程，对于理解和开发这类机器人具有指导意义。这种方法不仅降低了实物原型制作的需求，还能够优化机器人的运动性能，适用于毕业设计、课程设计以及学习资料中作为参考。关键词涵盖了仿生四足机器人、MATLAB仿真、步态规划等核心概念。