蛇形机器人的运动分析以及步态研究

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（ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ａｓａｋｉｎｄｏｆｓｎａｋｅｒｏｂｏｔｈａｖｉｎｇｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｗｉｄｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｆ
ｒｏｂｏｔｉｓｄｉｆｅｒｅｎｔ，ｉｔｈａｓｒｅｌａｉｚｅｄｔｈｅｂａｓｉｃｍｏｖｅｍｅｎｔｐａｔｔｅｒｎｓｌｉｋｅｓｎａｋｅｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓ７ｊｏｉｎｔｏｆａｓｉｍｉｌａｒｓｉｎｅｗａｖｅ
第２１卷第１１期
Ｖ０１．２１
Ｎｏ．１１
电子设计工程
ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｓｉｇｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
２０１３年６月
Ｊｕｎ．２０１３
蛇形机器人的运动分析以及步态研究
ｄｏｍｅｓｔｉｃ，ａｎｄｍａｄｅａｌｏｔｏｆｐｒｏｇｒｅｓｓ．Ｓｎａｋｅｌｉｋｅｒｏｂｏｔｉｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｂｉｐｅｄｒｏｂｏｔａｎｄ￣ａｃｋｅｄｒｏｂｏｔ，ｈａｓｂｅｔｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｂｉｌｉｔｙｔｏａｄａｐｔｔｏｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｓｎａｋｅ－ｌｉｋｅｒｏｂｏｔｉｓａｎｏｖｅｌｂｉｏｎｉｃｒｏｂｏｔ，ａｎｄｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗｈｅｅｌｏｒｂｉｐｅｄｗａｌｋｉｎｇ
谭启明，何振勇，陈然
（华南理工大学广东广州５１０６４０）
摘要：近年来，蛇形机器人作为一类有重要应用前景的仿生机器人受到了国内的广泛关注，并取得了很多进展。蛇形机器人跟传统的两足式机器人或者履带机器人比较，具有更好的运动稳定性和环境适应能力。蛇形机器人是一种新
ｔｈｒｅｅｒｏｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｎａｋｅ－ｌｉｋｅｒｏｂｏｔｍｏｄｅｌ，ａｎｄｔｈｅｂａｓｉｃｇａｉｔｏｆｔｈｅｏｂｒｏｔｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｔｈｅｍａｔｉｃｌａｍｏｄｅｌｉｎｇｏｎｔｈｅｗａｙｆｏｒｗａｒｄ，ａｓｈｅｔｓｎａｋｅｒｏｂｏｔｉｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｉｎｒｇｏｆｐｏｖｒｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｌｙａｓｉｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｎａｋｅ－ｌｉｋｅｒｏｂｏｔ；ｍｏｔｉｏｎａｎｌｙａｓｉｓ；ｇａｉｔａｎａｌｙｓｉｓ；ｒｉｇｉｄｏｄｒ
型的仿生机器人．与传统的轮式或两足步行式机器人不同之处在于，它实现了像蛇一样的基本运动模式。本文提出了
一
种类似正弦波形的７关节三动杆蛇形机器人结构模型。并对该机器人的基本步态进行了分析研究，对其前进的方
式进行了数学建模设计，为该蛇形机器人在具体设计制造前提供了理论分析基础。关键词：蛇形机器人；运动分析；步态分析；刚性连杆
中图分类号：ＴＰ２４２文献标识码：Ａ文章编号：１６７４ — ６２３６（２０１３）１１－００４３ — ０３
ＫｉｎｅｍａｔｉＣＳａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｇａｉｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｓｎａｋｅ－ｌｉｋｅ Байду номын сангаасｒｏｂｏｔ
ＴＡＮＱｉ－ｍｉｎｇ，ＨＥＺｈｅｎ－ｙｏｎｇ，ＣＨＥＮＲａｎ