2。4  腿部动作以及占空系数β17

2。5  四足机器人重心的移动18

2。6  四足机器人的关节变量19

2。7  步态关节轨迹的规划20

2。8  四足机器人运动设计21

3  四足机器人的运动学研究 22

3。1  机器人的运动学概述23

3。1。1  位姿的表示24

3。1。2   D-H法以及杆件间的变化矩阵 25

3。2  四足机器人的正运动学分析26

3。3  四足机器人的逆运动学分析27

3。4  动力学方程28

4  四足机器人的步态仿真 29

4。1  MATLAB/simulink的简介30

4。2  四足机器人总体三维图（介绍pro/e）31

4。3  MATLAB中的工具箱ROBOTICS TOOLBOX32

4。4  在MATLAB中的仿真结论33

5  结论 34

致谢35

参考文献35

1  绪论

1。1 课题研究背景及意义

机器人其英文称为ROBOT，是一种可以自行来执行工作的机构。可以通过不同的程序的编写来对其进行操作和控制。机器人的分类也是有很多种，例如通过运动的方式来进行不同的分类，通过工作的范围方式来分类。机器人现在用于各个不同的工作领域电子机械、计算器、运输行业甚至航天系列的研究都用到了机器人，机器人就相当于一种可编程和多功能的操作机，它可以协助人类完成几乎所有的工作，能为人类带来许多的方便之处。多足机器人是可移动机器人里一个十分重要的部分，而研究其步态则是研究多足机器人运动的基础部分。我们通过去了解大自然，发现并开始研究大自然里的生物，我们从这些动物身上发现和学习了许多。我们开始采取了这些生物的一些行为，仿生这些行为从而得到一定的功能的发现和运用。论文网
传统的机器人运动方式多都采用履带式以及轮式，通过了不断地发展已经变得相当成熟。传统的机器虽然能在无障碍的或者相对平整的路面上具有较好的稳定性、迅速性，但是当路面相对不平稳的时候，传统的机器人因其传动的方式和特点就会受到相当大的限制，甚至于无法运行。然而足式机器人有很大的环境适应能力，能够在不平整的路面上实现各种不同的运动。本论文采用MATLAB来实现四足机器人的仿真运动。

1。2 国内外研究现状

1。2。1 国内研究现状

1。2。2 国外研究现状

1。3 论文主要研究内容

在本设计中，主要以四足机器人作为研究对象，因为其稳定性优于二足且又不必六足机器人复杂。论文总体对于四足机器人的背景以及研究意义进行了说明。也分析了国内和国外的研究现状讨论了本文所研究的主要难点。利用了D-H杆件法来建立了四足机器人的坐标系并且进行分析。并且运用矩阵来研究了四足机器人的关节速度以及加速度等。MATLAB来进行仿真试验是本论文的主要重点，设置步态的控制系统来完成对于整个课题的的研究以及分析。

图1。9为本论文所设计的机器人整体结构图，图中设计的机器人主要由一个机体和四只完全相同的腿而组成。腿部的结构主要分为大腿以及小腿，连接机体大腿小腿的部分称之为髋关节和膝关节。整个腿部可以围绕着与机体相连的髋关节来进行一定角度的转动，小腿可以通过膝关节与大腿连接并且可以绕其关节轴转动一定的角度。机器人在行走的过程中不仅有腿部整体的抬起和落下的摆动还有绕着各个关节进行一定角度的转动最终来达到我们正常行走的目的。正是有了关节以及自由度，机器人才可以行走，使得重心的改变来推动整体的前进。就步行机器人而言，不仅设计方式较为便捷运动起来也是具有一定的灵活性。