摘要：基于含摩擦和碰撞效应的非光滑动力学原理设计了一种被动移动机器鸭,该装置无任何驱动器和控制器,通过与斜面间的脱离、滑动、黏滞等接触状态的变换,能够周期性、稳定地走下斜面。机器鸭装置的运动存在着多点摩擦、碰撞问题,难以准确确定足-地的瞬时接触状态。应用非光滑多体系统动力学方法建立机器鸭系统的动力学模型,从三维动力学仿真和原理样机试验两方面详细分析了机器鸭装置的运动过程,得到了相关运动和动力参数的变化曲线。由曲线可知,机器鸭装置运动周期可细分为9个过程,且初始位姿的变化不会改变装置稳定后的运动行为。模拟仿真与试验结果均表明,机器鸭能够实现稳定周期性的被动行走,验证了动力学模型的正确性。

关键词：被动机器人 非光滑动力学 稳定性分析 动态仿真 

单位：上海工程技术大学机械工程学院 上海201620