蛇形机器人作为一种用途广泛的仿生机器人,具有很高的科研价值和实用意义,但其结构复杂、高冗余度、质量过大使得开发周期长、控制复杂、开发难度大。为了解决上述问题,通过设计蛇形机器人原型与为其进一步开发的半物理仿真系统,为蛇形机器人的进一步研究搭建设计和测试的平台。论文主要完成了以下几方面的工作:(1)提出了蛇形机器人半物理仿真系统的总体框架和仿真方案。分析了虚拟动态显示系统的需求,提出了磁驱并联机构的连接方式。通过对电磁铁的极性进行控制使连接两端产生角度变化,通过阻尼提高连接的稳定性。(2)完成了蛇形机器人的运动控制系统。完成了控制器与上位机之间采用无线通讯与有线通讯结合的数据交互方案,并在上位机中开发与控制器的通讯软件,确定了模型显示的框架以及具体的上位机实现。(3)提出了蛇形机器人虚拟动态显示系统架构。将蛇形机器人多体力学仿真结果保存并导入到虚拟动态显示系统中,通过导入的仿真数据对虚拟动态显示系统的蛇形机器人实现数据驱动,验证系统可行性。(4)实现了位姿信息的获取。针对蛇形机器人末端,通过对惯性测量数据进行滤波处理,将处理后的位姿信息导入虚拟动态显示系统中,实现运动姿态的复现。通过对以上内容的测试,蛇形机器人半物理仿真系统实现了预期功能,为蛇形机器人的研究搭建了测试系统,为后续蛇形机器人研究奠定了基础。