基于四足行走机构的虚拟设计及动画模拟设计摘要，重心也移到摆动腿和的中点，机体处于跌倒态，在此瞬间摆动腿和与支撑腿和交替，使机体重新处于稳定状态见图，从而完成整个步行周期动作。为了避免机体平移时摆动腿与地面之间产生叩碰，必须保证只有在摆动腿脚底离开地面时机体才能移动机体前移动作通过驱动支撑腿的髋膝关节使机器人支撑腿足底水平后移，由于地面的支撑作用,足底和地面位置相对不变而使机体水平前移。三步态的实现形式以上说了步态的原理，但是具体如何实现步态如何分配运动，这将在后章的具体设计中作详细分析。.行走机构腿的设计从整体的行走性能出发，方面要求机体能走出直线运动轨迹或平面曲线轨迹在严重崎岖不平地面，另方面要求转向。步行行走机构腿部的主要任务是支撑着主要由躯体所组成的本体，二是使本体向步行方向移动，此外还必须具有脚部抬起，并向步行方向摆动的动作，若把本体看作固定不动，则足端轨迹如图所示。图足端轨迹图实际的足端轨迹图如图所示，在支撑相描述出比较缓慢的直线段，而在摆动相描绘出快速的凸起曲线段。根据上述，提出四足行走机构中腿机构的要求.腿的足端部相对于机体的运动轨迹形状应如“”。直线段对应的就是足支撑机体的运动轨迹支撑相，曲线段对应的是脚掌离开地面的足端运动轨迹悬空项。.为了不至于使行走机构在运动过程中，因机体上下颠簸而消耗不必要的能量，应保证要求中的直线段有定的直线度。.对于要求中曲线段，没有形状要求，但对其最高点有要求，即其高度决定了机器人在起伏不平的地面上的通过能力。.在要求中，足端通过直线段的时间与通过曲线段的时间相等，即支撑相的相位角为，悬空相的相位角为。.按要求设计的行走机构的四条腿的协调动作顺序要严格要求。行走机构腿的机构分析四足行走机构，为了支撑和驱动机体几条腿必须要有定的能量，因此腿机构的选择和新机构的研究显得非常重要。腿机构应满足以下要求从运动角度出发，足端相对与机身应走直线轨迹，为了在不平坦地面行走，腿的伸长应该是可变的从整体的行走性能出发，方面要求机体能走出直线运动轨迹或平面曲线轨迹在严重崎岖不平地面，另方面要求转向从承受载荷方面，腿机构应具备与整机重量想适应的刚性和承载能力从机构设计要求方面，腿机构不能过于复杂，杆件数量多的腿机构形式，会导致结构复杂难以实现。因此，腿机构设计需要保证实现运动承载能力要求结构易实现和方便控制。行走机构的腿机构分为开链机构和闭链机构两大类。开链机构的特点是工作空间大，结构简单，但承载能力小，刚度和精度差，为了克服开链机构的缺陷，发展了闭链机构。闭链机构刚性好，承载能力大，功耗较小，但工作空间有局限性，分析比较，本文选择闭链腿机构进行研究。闭链腿机构应用最广的是平面闭链机构。带平面闭链机构的步行机构多采用双层机架实现转向，也可以在平面闭链机构再增加个摆动自由度来实现转向。腿机构运动要求的必要条件是机构所含运动副是转动副或移动副机构的自由度不能大于机构的杆件数目不宜太多须有连杆曲线为直线的点足机构上的点，相对于机身高度是可变的机构需有腿的基本形状。腿机构的性能要求有推进运动抬腿运动最好是独立的机构的输入和输出运动关系应尽可能简单平面连杆机构不能与其他关节发生干涉实现直线运动的近似程度，不能因直线位置的改变而发生较大的变化。全部满足上述各项条件的腿部机构是困难的，在基于四足行走机构的虚拟设计及动画模拟设计摘要基于行走,机构,虚拟,设计,动画,模拟,摹拟,毕业设计,全套,图纸第章绪论.课题研究的意义目前人类使用的行走机构有足式行走机构，轮式行走机构履带式行走机构蠕动式行走机构，其中前三种行走机构较常用。轮式行走机构在平坦的硬质地面上运动具有履带式和足式行走机构无法比拟的优点，在目前的移动机构中应用最多，如美国斯坦福大学的斯坦利无人驾驶汽车用于火星表面探测的“勇气号”和“机遇号”以及大多数足球机器人等，都是采用的轮式行走机构。履带式行走机构的优点为耐用，驱动性佳，着力强，野外作业能力强，如在阿富汗和伊拉克战场上使用的战地机器人采用的就是履带式行走机构，它能够在崎岖不平的地形表面行走，可以在建筑物里执行搜救任务抛掷手榴弹等。但缺点为行走速度慢，不能在混凝土地面过硬路面山上急转弯，否则将引起带体扭曲。本机底盘低，石子和异物容易进入履带和底架之间，且机动性差。足式行走机构最大的优点是对路况要求不高，在不连续的地形条件下具有很大优势，运动灵活，适应复杂地形的能力强，这就决定了它具有独特的使用价值。例如有些农业机械如果安装足式机械底盘，就能够适应旱地，水田，梯田等不同环境，有些矿山机械如安装行走机械底盘，其适应松软路面，大坡度路面的能力就会增强宇航方面，为星球探测机器人安装上“足”，必将大幅度增强其在星球上的移动能力战场上的应用，运输侦察排雷等危险及特殊环境下的作业，反恐中的排雷排爆，星球表面的探测，地震等引发的灾后搜救，核工业中放射性原料的运输处理等，狭小空间下的作业，废墟山洞的探测，管道检测维修等娱乐服务导盲等，在日常生活中足式行走假肢也有很大的应用前景。总之，四足机器人具有广阔的应用场合，而目前的相关技术还不成熟，足式行走机构难以发挥其特殊的作用。因此，开展足式行走机构相关技术的研究具有重大的现实意义。.行走机构研究的历史与现状年，.麦吉和.弗兰克在南加州大学设计了以“加利福尼亚马”而闻名的四足步行机械。用电马达驱动的这种机械系统，各脚都有两个活动度髋关节和膝关节,而四个髋关节的横向都具有个被动自由度。通用电气公司的和美国陆军的起设计开发的四足步行车“”。具有千克运输能力乘坐名驾驶员高度.米质量千克的步行机械系统。该步行车的四个指令杆跟随驾驶员的手和脚动作的液压驱动随动系统，并安装在驾驶员手臂和脚上的位置传感器检测他的动作，液压伺服马达驱动四只脚做相同的动作，该机装有力反馈机构，驾驶员坐在驾驶室里就能够凭感觉知道作用在机械脚上的力是多少。虽然操作费力，但实现了爬越障碍，因而被视为现代行走机构发展史上的个里程碑。空间通用公司的和尝试研制了多足步行机械。这种机械以探索行星为目的，其机构具有固定程序。他们还制成了椅子型步行机械系统的原型，作为瘫痪者的步行辅助装置。固定程序依靠特殊性装的凸轮来实现，凸轮由电马达驱动。依靠固定程序，大体能上下阶梯，但这只限于种特定形式的阶梯。在方向转换时，还多少存在问题。由美国国防部高级研究项目署资助，波士顿动力公司研制的四足机器人和。采用电机驱动，每条腿上装有个电机，采用便携式计算机控制，机器人装有检测关节角度电机电流航向脚与地之间的接触等用途的传感器，采用无线通信模块传送数据，随身携带的锂离

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