之间的夹角，012为前肢大臂与中臂之间的夹角，013为前 肢中臂与小臂之间的夹角；
[0162]中肢本体与大臂之间、大臂与中臂之间、中臂与小臂之间的活动范围随时间t的变 化关系分别是：
[0163] 021 = 0,目22 = V巧sin2(t+3i/6)，目23 = V巧sin2(t+3i/6);
[0164] 其中02功中肢本体与大臂之间的夹角，022为中肢大臂与中臂之间的夹角，023为中 肢中臂与小臂之间的夹角；
[0165]后肢本体与大臂之间、大臂与中臂之间、中臂与小臂之间的活动范围随时间t的变 化关系分别是：
[0166] 031 = 0,目32 = V巧sin2(t+3i/3)，目33 = V巧sin2(t+3i/3);
[0167]其中031为后肢本体与大臂之间的夹角，032为后肢大臂与中臂之间的夹角，033为后 肢中臂与小臂之间的夹角；
[0168] 3)通过计算机输入信号，控制各肢体大臂、中臂、小臂连接处按如下运动速度执 行：
[0169] 前肢；
[0170] 本体与大臂连接处的角速度为 [0171 ]约1=0，
[0172] 角加速度为
[0173] 巧1。0.
[0174]大臂与中臂连接处的角速度为
[0176] 角加速度为
[0177]辞2二八.*c〇s(2〇.
[0178]中臂与小臂连接处的角速度为
[0180] 角加速度为
[0181] 台|，'=/)/*cos(2〇 .
[0182] 中肢；
[0183] 本体与大臂连接处的角速度为
[0184] 约1=0，
[0185] 角加速度为
[0186] 01.1' =々. ,
[0187]大臂与中臂连接处的角速度为
[0189] 角加速度为
[0191]中臂与小臂连接处的角速度为
[0193] 角加速度为
[0195]后肢：
[0196]本体与大臂连接处的角速度为
[0197]台"=0，
[019引角加速度为
[0199]巧1=0.
[0200] 大臂与中臂连接处的角速度为
[0202] 角加速度为
[0204]中臂与小臂连接处的角速度为
[0206] 角加速度为
[020引其中t的初始值为0，终止时间为20s;
[0209] 4)断开机器人控制电源，运动停止。
[0210] -种六肢昆虫运动方式确定方法，其具体步骤为：
[0211] 1)数据采集，采集六肢昆虫肢体静态数据和运动过程中的运动数据，静态数据为 六肢昆虫肢体与本体的位置关系W及大臂、中臂、小臂之间的长度比例关系;运动数据为大 臂相对于本体、中臂相对于大臂、小臂相对于中臂的活动范围和角度;并依照该静态数据和 运动数据制作六肢昆虫模型，由于六肢昆虫身体左右对称，故在该方法中时只考虑一边，如 图2所示，AlBl为前肢大臂，BlCl为前肢中臂，ClDl为前肢小臂;A2B2为中肢大臂，B2C2为中 肢中臂，C2D2为中肢小臂;A3B3为后肢大臂，B3C3为后肢中臂，C3D3为后肢小臂；
[0212] 2)根据步骤1)中所采集的静态数据和运动数据计算模型中大臂与本体、中臂与大 臂、小臂与中臂之间的位置关系，该位置关系通过在本体质屯、、大臂与中臂连接点、中臂与 小臂连接点、小臂端点四点建立S维坐标系，再用各点的坐标值表示;求解各坐标值的关 系，得到小臂端点相对于本体的动态位置，该动态位置用第一坐标公式表示;具体操作步骤 如下：
[0213] 前肢的建模，如图3所示，W仿生六肢昆虫机器人理论模型本体质屯、为原点0建立 的第一坐标系化日y日Z0,W大臂与本体的连接点为原点Al建立的第二坐标系Aixiyizi,W大臂 与中臂的连接点为原点Bi建立的第S坐标系BiX2y2Z2,W中臂与小臂的连接点为原点Cl建立 的第四坐标系ClX3y3Z3，W小臂的端点为原点化为原点建立的第五坐标系DlX4y4Z4,其中大 臂、中臂、小臂的长度依次为Ill、ll2、ll3;
[0214]前肢的位姿分析：
[0215] 从0点到Al，平移，沿X评移a，沿yo轴平移b，即从坐标系Oxoyoz日至Ij坐标系Aixiyizi， 变换矩阵为
[0217] 从Al到Bi点，旋转加平移，即从坐标系Amyizi到坐标系B1X2Y2Z2,绕yi轴转目11角，变 换矩阵为
[0219]沿Xi轴平移hi,变换矩阵为
,
[0221]故Al到Bi点的变换矩阵式为：
[0。；3] 从Bl点到Cl点，平移；即从坐标系B1X2Y2Z2到坐标系ClX3y3Z3,变换矩阵为
[02剧从Cl点到Di点，平移；即从坐标系CiX3y3Z3到坐标系Dmy4Z4,变换矩阵为
[0227]故从0到化点的变换矩阵为
[0229] 其中坐标系化X4Y4Z；4到坐标系化oyozo的旋转变换矩阵为
[0231]化点的位置为
[023；3]其中011为第二坐标系Amyiz冲Xi轴与大臂之间的夹角，012为前肢大臂与中臂之 间的夹角，013为前肢中臂与小臂之间的夹角；
[0234] 3)将步骤2)中根据静态数据和运动数据得到的第一坐标公式对时间求导，并结合 雅可比矩阵求解和变换得到六肢昆虫肢体运动过程中的线速度、角速度矢量公式和加速度 公式;具体操作如下：
[0235] 前肢的速度分析
[0236] 对步骤2)中得到的式(1)对时间t求导即可获得速度
[023引将式(2)写成矩阵形式Vi=Jih.9^，其中Vi=[VxiVyiVzi]T为机器人化点线速度矢 量；^ =台;,在杂为机器人腿各关节的广义角度矢量;Jllcv为机器人腿的化点的线速度雅 可比矩阵，
[0240]前肢雅可比矩阵的求解
[0241 ]分别对机器人腿各关节求偏导，可得：
[0245]将式(3)~式(5)的最后一列的前S个元素依次排列，组成一个3X3矩阵，得到机 器人的线速度雅可比矩阵Jlcv,其中
[0249] 则可得到：
[0251]由旋转变换矩阵为
[0255]所W角速度雅克比矩阵为
[0257]仿生六肢昆虫机器人前肢的线速度和角速度矢量可分别表示为
[0259]前肢的加速度确定
[0260] 将式(13)对时间t求导，得
[0264]同上述对前肢的建模，进行中肢的建模，如图4所示，W仿生六肢昆虫机器人理论 模型本体质屯、为原点0建立的第一坐标系OxoyozQ，W大臂与本体的连接点为原点A2建立的 第二坐标系A2X2y2Z2,W大臂与中臂的连接点为原点B2建立的第S坐标系化X2y2Z2,W中臂与 小臂的连接点为原点C2建立的第四坐标系C2X2y2Z2,W小臂的端点为原点化为原点建立的第 五坐标系〇2X2y2Z2,其中大臂、中臂、小臂的长度依次为121、122、123。
[0265]同前肢的确定方法，D2点的位置表示式为
[0267]相应的角速度雅克比矩阵为：
[0269]仿生六肢昆虫机器人第二组腿的线速度和角速度矢量可分别表示
[0271]加速度可表示为：
[0273]同上述对前肢的建模，进行后肢的建模，如图5所示，W仿生六肢昆虫机器人理论 模型本体质屯、为原点0建立的第一坐标系OxoyozQ，W大臂与本体的连接点为原点A3建立的 第二坐标系A3X3y3Z3，W大臂与中臂的连接点为原点B3建立的第S坐标系B3X3y3Z3，W中臂与 小臂的连接点为原点C3建立的第四坐标系C3X3y3Z3,W小臂的端点为原点化为原点建立的第 五坐标系〇3X3y3Z3,其中大臂、中臂、小臂的长度依次为I31、l32、l33。
[0274]同前肢的确定方法，D3点的位置表示式为
[0276]相应的角速度雅克比矩
[0278]仿生六肢昆虫机器人第=组腿的线速度和角速度矢量可分别表示为
[0280]加速度可表示为
[0282]4)将步骤1)中采集的六肢昆虫肢体静态数据和步骤3)中得到的六肢昆虫肢体运 动过程中线速度、角速度矢量和加速度同时输入计算机，采用MATLAB软件进行仿真分析，与 六肢昆虫实际运动方式相比较，初步验证仿生六肢昆虫的运动方式：
[0283]前肢、中肢、后肢单独仿真，本实施例中前肢大臂长度为Sl= 50mm、前肢中臂长度 为S2 = 150mm、自U肢小臂长度为S3 = 200mm;中肢大臂长度为Sl= 60mm、中肢中臂长度为S2 = 180mm、中肢小臂长度为S3 = 240mm;后肢大臂长度为Sl= 72mm、后肢中臂长度为S2 = 216mm、 前肢小臂长度为S3 = 288mm;为简化计算，假设每个腿关节的角速度和角加速度均为1，并在 编程过程中直接代入数据。在仿真计算时大臂与本体之间的连接角度为30°，故 句I=6^.1 =0:(/ = 1.2.3).大臂和中臂之间的连接、中臂和小臂之间的连接均为活动范围0~ 90°的连接；