2007 年 2月 第 34卷第1期 西安电子科技大学学报 (自然科学版) J OU RNAL O FXIDIANUNIV E RS I T Y Feb. 2007 Vol. 34No. 1 一种全向滚动球形机器人的运动分析与轨迹规划 李团结 , 张学锋, 陈永琴 (西安电子科技大学机电工程学院 ,陕西西安710071) 摘要 : 设计了一种全向滚动球形机器人的内驱动机构 ,4台直线电机分别在4个空间对称的轮辐上径 向移动 ,改变系统重心位置 ,驱动球形机器人在平面上全向滚动 .基于球体纯滚动的非完整约束和步进 直线电机运动的离散特性 ,建立了球形机器人的运动模型 ,给出了控制其运动的二阶微分方程组,进而 提出了该球形机器人的轨迹规划算法.结合实例进行了运动分析和轨迹规划仿真 ,表明这种运动分析模 型是正确的 ,并且简化了球形机器人的驱动装置 ,降低了能耗. 关键词 : 球形机器人 ;全向滚动 ;运动分析 ;轨迹规划 ;虚拟样机 中图分类号 : TP242 文献标识码 :A 文章编号 :100122400 (2007) 0120029205 Motion analysis and trajectory planning of a spherical omnidirectional rolling robot L I Tuan2jie ,Z HA N G X ue2f en g , C H EN Yon g2qin (School of Mechano2electronicEngineering , Xidian Univ. , Xi′an710071 , China) Abstract :An internallocomotion mechanismof a sphericalomnidirectio nal rolling robot is designed. Four linear motors move inward and outwardrespectively along four spokes with geometrical symmet ry in three dimensio nal space , which will cause the robot to roll in all directio ns on a flat surface by displacing it