《自主移动机器人 》课件 第3章 运动学建模 3 腿足式移动机器人运动学建模_第1页
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3.4腿足式移动机器人周春琳浙江大学控制科学与工程学院腿足式移动机器人腿足式移动机器人主要仿照腿足式运动动物设计，常见的有双足仿人机器人、四足仿生机器人以及多足机器人腿足式移动机器人仿生结构主要由躯干和机械腿构成，机械腿固定在躯干上交替摆动，通过足底与地面之间的相互作用产生驱动力腿足式机器人的运动学模型与具体的机械结构密切相关，根据移动方式的不同，机械腿的自由度和配置方式各不相同，运动学模型也有所区别四足机器人腿部运动建模四足机器人行走时需要控制每条腿到达期望的落脚点。考虑到系统的复杂度以及自重等因素，通常每条机械腿设置3个自由度即可满足行走需求典型四足机器人机械结构四足机器人腿部运动建模–正运动学

四足机器人腿部运动建模–正运动学

四足机器人腿部运动建模–逆运动学

双足机器人腿部运动建模双足机器人的机械腿通常采用6个自由度，从而保障足端或者质心能够到达任意期望位置，其中髋关节含有3个正交转动自由度，膝关节一个转动自由度，踝关节2个转动自由度典型双足机器人机械腿结构双足机器人腿部运动建模–正运动学在每一个旋转关节上建立连体坐标系R1，R2，…R6，用于描述关节相对位姿

（3-61）双足机器人腿部运动建模–正运动学

双足机器人腿部运动建模–逆运动学

关节3、4、5的关节轴均为y轴，可利用这一特点，采用几何方法快速求得机械腿的逆运动学解双足机器人腿部运动建模–逆运动学

其中双足机器人腿部运动建模–逆运动学

由图中几何关系可知踝关节俯仰角θ5

辅助角α为：双足机器人腿部运动建模–逆运动

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