论文摘要
多足步行机器人具有运动功能丰富、环境适应能力强、承载能力突出等优点,而定位精度是衡量机器人性能的一个重要指标,直接影响到机器人的工作质量。本文以四足步行机器人为研究对象,在其运动学分析的基础上,讨论了其运动位姿误差建模及补偿方法。首先,结合多足步行机器人的机构特点,分析了运动误差的主要来源。在机器人运动学分析的基础上,对误差模型进行了适当的简化,将各误差因素等效为几个主要误差,确定出误差模型中的误差参数主要包括腿部连杆长度误差、关节角度误差和立足点位置误差。其次,在多足步行机器人正运动学求解过程的基础上,运用微分的方法依次求解冗余驱动关节角度误差、方向矩阵误差以及位置误差,建立起了机器人正运动学误差分析的数学模型。在MATLAB环境下编制相应的误差分析程序,通过实例仿真证明了误差分析模型的正确性。然后,分析了各误差参数对机器人运动位姿误差的影响度。在典型位姿下,分别以各误差因素为变量,其它参数不变,来研究位姿误差的变化情况,并绘制出位姿误差变化曲线。实例表明,在该位姿下,角度误差对机器人的影响度最大;同时,机器人的位姿误差也受其姿态的影响。最后,讨论了机器人运动位姿误差的补偿方法。根据多足步行机器人输入参数的特征,选定驱动关节角度值为补偿环节,并建立了误差补偿的模型,通过对误差补偿模型的求解可得到各关节角度的补偿量。结合典型实例进行仿真,证实了该方法的有效性。