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四轮全方位轮式移动机器人的运动学模型研究
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轮腿式移动机器人越障运动学建模与仿真
２０１１年８月刘佳，等：轮腿式移动机器人越障运动学建模与仿真
和地面及障碍形成稳定的运动接触后忽略其柔性，看作刚体间的相互作用；
（２）驱动轮与地面之间不发生沿轮子轴线的侧滑和绕轮子轴线的滑转；
（３）越障过程中机器人不发生转向运动。直线正向越障。
以前轮在前臂转动及后轮驱动的共同作用下，上升到台阶这一过程为例进行运动学分析。其运动过程示意图如图２所示。
示表示机器人的质心到前后轮轴心连线的竖直距离，
厶表示前大臂的长度尺寸，Ｚ：表示前小臂的长度尺寸，＾表示台阶的高度。
在此采用框架图形的方式表示坐标系的矩阵转换关系，图中相邻坐标系之间的变换关系矩阵用箭头表示，箭头由目标坐标系指向源坐标系，如图３所示。求取所需坐标系之间的变换关系，就相当于从机器人的坐标转换矩阵关系图中寻找一条从目标坐标系到源坐标系的路径，当路径与坐标变换矩阵的箭头一致时，乘以相应的变换矩阵；路径与坐标变换矩阵的箭头方向相反时，乘以相应变换矩阵的逆阵。
?－－—－——－－－——◆
圈２机器人越障坐标示意图
Ｃ—————＋
图２中Ｏ。全局绝对参考坐标系，固定在越障机器人运动的复杂环境中；Ｏｏ为机器人移动平台的质心坐标系；Ｏ．为机器人驱动轮与地面接触点的坐标系；Ｏ口为固定在机器人车体上的坐标系，坐标原点在驱动轮后轮的转轴处；Ｏｃ为固定在机器人车体上的坐标系，坐标原点在前轮的转轴处；ＯＤ为固定在机器人前大臂上的坐标系，坐标原点在前轮的转轴处；Ｏ￡为固定在机器人前小臂上的坐标系，坐标原点在大臂和小臂相连的关节回转轴线处；Ｏ，为固定在机器人前小臂末端的坐标系，坐标原点在小臂末端与地面的接触点处；
。一。弋ｃ
Ｆ二Ｅ立。‘
●————一．
Ｆ————◆
圈３移动机器人矩阵变换关系圈
为了得到机器人跨越障碍时质心的运动状态，关键在于求解Ｄ％，由图３得：
０７＂ｏ＝６巧一?６巧?７砟?。砟一?。％～?。％～?ｏ％．１（１）
对两边求导得：
ｏ乞＝６殇一?６巧?’以?。耳～?ｏ％～?。％～?ｏ％．１＋‘巧～?
６巧?７耳５巧一?ｏ巧１?。乞～?ｏ％ｄ＋６％～?。巧?’巧?Ｄ丸一?６％一?ｏ巧１
式中：６砰＝６％?ｏＴｏ?ｏ％?‘％?。％?‘巧?’Ｔｒ～。
Ｄｉ为坐标系０．的瞬时重合坐标系；吩为坐标系ＯＤ的
瞬时重合坐标系；０Ｆ为坐标系Ｄ，的瞬时重合坐标系；３个瞬时坐标系均相对于坐标系Ｄ。静止。
图２中Ｌ代表前后轮的轴间距，ｂ表示机器人的质心在前后轮中心连线上的投影到后轮中心的距离，ｃ表
运用Ｄ—Ｈ规则将各矩阵代入上式得：
［｝兰］＝［ｊ。一ｃＬｃ一－６Ｉ：ｔｓ：－ｉｎ＾０ｃ：。ｅ吼一ｃａ＋，ｌ：＋ｓｉｚｎ．ｃＯ。：ｓ＋７．／２一ｓｉｎ乞（ｃＯ。，ｓｃ＋口０。２＋）岛，］［三］
式中：’∞，——这一瞬时小脚轮相对于瞬时坐标系ＤＦ的角
构中的滑块，如图４所示。其运动速度为ｙ，方向水平向右。Ｆ点在这一过程中可以视做固定点，通过理论力学的知识可以求得６∞，：
∞，——前驱动轮的转速；她——前臂转速。
为此将跨越障碍模型抽象成如图４所示的机构。后轮在没有离开地面的时候，可以看做是曲柄滑块机万方数据
ｃ∞，＝寺．Ｐ．∞
热Ｐ＝业岽￡嵩苦鲁业
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轮式移动机器人运动学建模方法
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3秒自动关闭窗口robot1 自己写的一个机器人matlab仿真程序。 实现了六自由度旋转关节 的运动学、动力
272万源代码下载-
&文件名称: robot1& & [
& & & & &&]
&&所属分类:
&&开发工具: Visual C++
&&文件大小: 888 KB
&&上传时间:
&&下载次数: 405
&&提 供 者:
&详细说明：自己写的一个机器人matlab仿真程序。程序实现了六自由度旋转关节机器人的运动学、动力学仿真和轨迹规划。机器人初始关节变量以xls文件形式导入程序中，也可在程序中拖动滑块修改。-robot simulate by matlab , kinematic & dynamics&trajectory.
文件列表(点击判断是否您需要的文件，如果是垃圾请在下面评价投诉):
&&robot1\.DS_Store&&......\@link\char.m&&......\.....\CVS\Entries&&......\.....\...\Repository&&......\.....\...\Root&&......\.....\display.m&&......\.....\friction.m&&......\.....\link.m&&......\.....\nofriction.m&&......\.....\showlink.m&&......\.....\subsasgn.m&&......\.....\subsref.m&&......\.quaternion\char.m&&......\...........\CVS\Entries&&......\...........\...\Repository&&......\...........\...\Root&&......\...........\display.m&&......\...........\double.m&&......\...........\inv.m&&......\...........\mpower.m&&......\...........\mrdivide.m&&......\...........\mtimes.m&&......\...........\norm.m&&......\...........\plot.m&&......\...........\qinterp.m&&......\...........\quaternion.m&&......\...........\subsref.m&&......\...........\unit.m&&......\.robot\char.m&&......\......\CVS\Entries&&......\......\...\Repository&&......\......\...\Root&&......\......\display.m&&......\......\friction.m&&......\......\mtimes.m&&......\......\nofriction.m&&......\......\perturb.m&&......\......\plot.asv&&......\......\plot.m&&......\......\rne.m&&......\......\rne_dh.m&&......\......\rne_mdh.m&&......\......\robot.asv&&......\......\robot.m&&......\......\showlink.m&&......\......\subsasgn.m&&......\......\subsref.m&&......\accel.m&&......\cinertia.m&&......\Contents.m&&......\coriolis.m&&......\ctraj.asv&&......\ctraj.m&&......\CVS\Entries&&......\...\Repository&&......\...\Root&&......\demos.m&&......\dh.m&&......\diff2tr.m&&......\drivebot.asv&&......\drivebot.m&&......\drivepar.m&&......\dyn.m&&......\eul2tr.m&&......\fdyn.m&&......\fdyn2.m&&......\fkine.asv&&......\fkine.m&&......\ftrans.m&&......\gravload.m&&......\ikine.asv&&......\ikine.m&&......\ikine560.asv&&......\ikine560.m&&......\inertia.m&&......\info.xml&&......\ishomog.m&&......\itorque.m&&......\jacob0.m&&......\jacobn.m&&......\jtraj.asv&&......\jtraj.m&&......\maniplty.m&&......\.ex\check.m&&......\...\check1.m&&......\...\check2.m&&......\...\CVS\Entries&&......\...\...\Repository&&......\...\...\Root&&......\...\frne.c&&......\...\frne.h&&......\...\frne.mexw32&&......\...\Makefile&&......\...\ne.c&&......\...\prismatic.m&&......\...\stanford.m&&......\...\stanfordm.m&&......\...\TODO&&......\...\vmath.c&&......\...\vmath.h
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