柔性机器人水下运动的建模与仿真(2)

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3  仿真

3.1 动力学仿真计算程序

动力学仿真程序流程图如图2所示。

图2  仿真程序流程图

仿真计算程序完成了水下环境利用结构柔性实现柔顺运动过程的计算。仿真程序开发环境为Visual C ++6.0，采用模块化设计方法，由参数读入模块、恒力计算模块、变力计算模块、力合成模块和M文件输出模块等5大模块组成。参数读入模块负责完成各模块的初始化，设置柔性机器人的尺寸、位置和速度等参数，完成对机器人初始状态的设置。恒力计算模块计算重力、浮力、变力计算模块计算驱动力、水的阻力和约束力，力合成模块计算机器人的受力状态。M文件输出模块根据以上模块的计算结果，输出标准的M文件。

3.2 仿真结果的可视化输出

Matlab由于其绘图功能强大，较之VC其语更为简洁明了，并且生成的图形可轻松实现多种功能，诸如图形添加文字说明、缩放、旋转、坐标轴标注、曲线说明等等，这些若由VC来实现将极为复杂。因此，可视化输出部分在Matlab环境下完成。

图3.  柔性机器人初始状态在平面上的投影

图4.  柔性机器人运动目标状态

图5  弹性杆连接柔性机器人运动轨迹

4  结论

通过仿真实现了柔性机器人在水下环境中主动柔顺运动，具有非常优越的运动学性能，对于开发新型机器人具有一些有益的借鉴意义。

系统等.

参考文献:

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