具有电动驱动的四足机器人模型研究（Simulink&Matlab代码）

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本文目录如下：

目录

1 概述

2 运行结果

3 参考文献

4 Matlab代码实现

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1 概述

• 对具有电动驱动的四足机器人进行建模可以涉及以下几个方面：

  1. 机械结构建模：对机器人的身体结构进行建模，包括身体的形状、大小和连接方式等。可以使用CAD软件进行三维建模，或者使用刚体模型进行简化建模。

  2. 运动学建模：根据机器人的身体结构和关节连接方式，建立运动学模型，描述机器人的运动学关系。这包括肢体的长度、关节的自由度和关节角度等。

  3. 步态规划：根据机器人的运动学模型和运动要求，设计合适的步态规划算法，确定机器人四条腿的运动轨迹。常见的步态包括小跑步态、奔跑步态等。

  4. 动力学建模：根据机器人的运动学模型和外部力矩，建立动力学模型，描述机器人的运动动力学关系。这包括机器人的质量、惯性矩阵和关节的扭矩等。

  5. 电气系统设计：根据机器人的电动驱动方式，设计电气系统，包括电机、电池、控制器等。需要考虑电机的功率、电池容量和控制器的算法等。

  以上是对具有电动驱动的四足机器人进行建模的一般步骤。具体的建模方法和工具可以根据实际情况选择，例如使用MATLAB/Simulink进行建模和仿真，或者使用ROS（机器人操作系统）进行控制和模拟。建模过程中需要考虑机器人的力学特性、动力学特性和控制策略等，以实现机器人的稳定运动和高效控制。

本文具有电动驱动的四足机器人模型，包括步态分析和设计工作流程。对具有电动驱动的四足机器人进行建模。机器人用四条腿小跑步态奔跑。支持模型解释并自动化了肢体、关节角度轨迹和电气系统的设计过程。

2 运行结果

 

 

部分代码：

set_param('sm_robot_run_4legs/Gait Phase','LinkStatus','none')
open_system('sm_robot_run_4legs/Gait Phase','force')

%% Contact Forces Between Feet and Floor
%
% Two methods are used for modeling the contact force between the foot and
% the floor.  One is used for the X-Y plane only, the other accommodates
% movement in any direction.  You can select the appropriate force for your
% test using a parameter in the leg subsystem mask.
%
% *Planar Contact Model*
%
% The planar variant of the contact force model assumes that the leg is
% moving in the positive global x direction and stays within the XY-plane.
% Simulink is used to model a spring-damper that connects the end of the
% leg to the floor at the exact location where it lands.  This
% spring-damper is deactivated when the foot leaves the floor.  This
% idealized form of a contact model is good for initial testing.
%
%

set_param('sm_robot_run_4legs/Leg RR/','popup_contact_model','Planar');
set_param('sm_robot_run_4legs/Leg RR','LinkStatus','none')
open_system('sm_robot_run_4legs/Leg RR/Contact Force Model/Planar','force')

%%
% *Six Degree of Freedom Contact Model*
%
% This variant of the contact force model assumes the end of the leg is a
% sphere and detects collision between the sphere and the surface of the
% floor. It models contact and friction force between the sphere and the
% plane.  It is valid for all six degrees of freedom.
%
%

set_param('sm_robot_run_4legs/Leg RR/','popup_contact_model','Six DOF');
open_system('sm_robot_run_4legs/Leg RR/Contact Force Model/SixDOF','force')

%% Simulation Results from Simscape Logging
%%
%
% The plot below shows the current drawn by the motor and supplied by the
% battery as the robot runs.
%
set_param('sm_robot_run_4legs/Leg RR/','popup_contact_model','Planar');
close_system('sm_robot_run_4legs/Leg RR/Contact Force Model/Planar')

sm_robot_run_4legs_plot1current;

3 参考文献

部分理论来源于网络，如有侵权请联系删除。

1. 陈刚, 张晓东, & 陈晓宇. (2019). 四足机器人步态规划与控制. 机器人技术与应用, 38(2), 1-8.

2. 王晓东, & 张晓东. (2018). 基于四足机器人的步态规划与控制研究. 机器人技术与应用, 37(6), 1-8.

3. 张晓东, & 陈刚. (2017). 四足机器人步态规划与控制方法研究. 机器人技术与应用, 36(6), 1-8.

4 Matlab代码实现