四足机器人仿真 Matlab

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Adams模型导入

导入模型为parasolid所产生文件

文件->导入->文件类型->Parasolid->读取文件选择文件路径->模型名称右键->模型->创建

添加转动副

连接->运动副->旋转副->右击主体1选择->右击主体2选择->在关节出设置坐标系

添加驱动

驱动->转动驱动

设置状态变量

Adams快捷键

T+左键 平动模型
R+左键 旋转模型
Z+左键 动态缩放
F或Ctrl+F 以最大比例全面显示模型

matlab

足端轨迹绘制

参考了B站大佬视频

函数

axis

axis( [xmin xmax ymin ymax] ): 设置当前坐标轴 x轴 和 y轴的限制范围
axis equal: 设置屏幕高宽比,使得每个坐标轴的具有均匀的刻度间隔

hold on

hold on: 主要是用于添加新绘图的时候保留当前绘图

linspace

linspace: Matlab中的均分计算指令,用于产生x1,x2之间的N点行线性的矢量。
eg:X=linspace(5,100,20)将输出:
X =5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

length

length: 函数主要是求数组元素的个数

绘制代码

axis([-3 5 -2 8]);
axis equal;
hold on;

x=0:0.01:3;xi=x;
yi=-0.5*xi.*(xi-3);
plot(xi,yi,'color','r');%足端轨迹
yz=linspace(6,6,length(x));
plot([x,3],[yz,6],'color','r');%上端横线

%x1=0:0.2:3;%上端移动
%x3=x1;%上端移动
x1=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0];%上端不动
x3=0:0.2:3;%上端不动
y1=linspace(6,6,length(x1));
pp=spline(xi,yi);
y3=ppval(pp,x3);
[x2,y2]=solvepoint2(x1,y1,x3,y3);
for i=1:length(x1)
	hold on;
	plot([x1(i),x2(i),x3(i)],[y1(i),y2(i),y3(i)],'color','b');
	pause(0.1);
end
hold on;
执行效果

四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab

%% 支撑相
clear;clc;clf;
axis equal;
axis([-6 5 -2 8]);% 坐标范围
hold on; 
grid; %xyzlabel;
plot([0],[0],'Marker','diamond');
plot([-3],[6],'Marker','diamond');
plot([3],[6],'Marker','diamond');
text(0,0,' 支撑点','color','b');
text(-3,6,' 初始髋关节点','color','b');
text(3,6,' 末髋关节点','color','b');
x1=-3:0.5:3;
y1=linspace(6,6,length(x1));
x3=zeros(length(x1),1)';y3=zeros(length(x1),1)';
plot([x1(1),x1(length(x1))],[y1(1),y1(length(y1))],'color','r');
% [x2,y2]=solvepoint2(x1,y1,x3,y3);
for i=1:length(x1)
    hold on;
    [x2(i),y2(i)]=solvepoint2(x1(i),y1(i),x3(i),y3(i));
    plot([x1(i),x2(i),x3(i)],[y1(i),y2(i),y3(i)],'color','b');
%     axis([-6 5 -2 8]);
    pause(0.1);
end

四足机器人仿真 Matlab

%% 摆动相
clear;clc;clf;
axis equal;
axis([-3 15 -1 7]);% 坐标范围
hold on; 
grid; 
%xyzlabel;
plot([0],[0],'Marker','diamond');text(0,0,' 初支撑点','color','b','HorizontalAlignment','right');
plot([9],[6],'Marker','diamond');text(9,6,' 末髋关节点','color','b');
plot([3],[6],'Marker','diamond');text(3,6,' 初髋关节点','color','b','HorizontalAlignment','right');
plot([12],[0],'Marker','diamond');text(12,0,' 末支撑点','color','b');
a=6; b=6;
x1=0.5*a:0.5:1.5*a; y1=linspace(b,b,length(x1));
step_x3=2*a/(length(x1)-1);
x3=0:step_x3:2*a;   y3=-0.03*x3.*(x3-2*a);
plot([x1(1),x1(length(x1))],[y1(1),y1(length(y1))],'color','r');
plot(x3,y3,'color','r');
for i=1:length(x1)
    hold on;
    [x2(i),y2(i)]=solvepoint2(x1(i),y1(i),x3(i),y3(i));
    plot([x1(i),x2(i),x3(i)],[y1(i),y2(i),y3(i)],'color','b');
%     axis([-6 5 -2 8]);
    pause(0.1);
end
%% 

四足机器人仿真 Matlab

绘制过程所用到函数

function [x2,y2]=solvepoint2(x1,y1,x3,y3)
    l1=4;l2=4;% 两条腿长
    l3=sqrt((x1-x3).*(x1-x3)+(y1-y3).*(y1-y3));
    theta3=acos((l2.*l2+l3.*l3-l1.*l1)/(2*l2.*l3));
    theta2=acos((l1.*l1+l2.*l2-l3.*l3)/(2*l1.*l2));
    if x1 > x3
        theta_need=theta2-(pi-atan((y1-y3)./(x1-x3))-theta3);
    elseif x1==x3
        theta_need=theta2-(pi/2-theta3);
    else
        theta_need=theta2-(atan((y1-y3)./(x3-x1))-theta3);
    end
    x2=x1-l1*cos(theta_need);
    y2=y1-l1*sin(theta_need);
end

Simulink仿真

B站参考视频

模型导入

  1. 模型下载
    宇树科技官方CAD下载地址
  2. 利用UG完成零件坐标设置如下图
    四足机器人仿真 Matlab

身体四足机器人仿真 Matlab
左上肢
注意z轴与旋转轴重合
四足机器人仿真 Matlab
右上肢
四足机器人仿真 Matlab
髋关节
四足机器人仿真 Matlab
小腿
四足机器人仿真 Matlab
4. 模型导入simulink
1. smnew快捷键打开物理建模
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
产生一平面
四足机器人仿真 Matlab

导入3D模型,拖动至simulink界面中(Ctrl+R可旋转)四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
双击file solid
四足机器人仿真 Matlab

注:由于宇树科技官方结构坐标系方向设置遇到障碍,故改用视频配套结构
仿真结果
四足机器人仿真 Matlab
身体上各个关节位置坐标转换
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab

四足机器人仿真 Matlab
仿真后可观察到坐标对应成功

腿部模型导入

四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
Ctrl+G封装
四足机器人仿真 Matlab
添加旋转副
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
关节运动方式改为角度输入
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
同侧腿一致,可以直接复制,但是要改一个参数
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab

加入力反馈

四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab
下载对应版本解压并添加到目录
四足机器人仿真 Matlab
四足机器人仿真 Matlab四足机器人仿真 Matlab

仿真会报错
四足机器人仿真 Matlab此处改为warning
四足机器人仿真 Matlab

加入六自由度变化

四足机器人仿真 Matlab
仿真结果四足机器人仿真 Matlab文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-412060.html

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