基于力传感器的四足机器人多步态规划及初步维稳控制

被引量 : 0次 | 上传用户:haoxiang123123123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
仿生四足机器人由于其独特的杆式机构可以实现非结构环境下的行走,而且具有对地形的适应能力强、承载能力强、稳定性好等出色的特点,可广泛运用于抢险救灾、排雷、探险及军事等领域,应用前景广阔。研究仿生四足机器人的运动及其稳定控制,对开发新型仿生四足机器人,具有重要的理论指导意义和使用价值。为了使四足机器人能够以更加稳定的步态完成多种运动,并且能够在足端受到外界冲击力的情况下通过腿的柔顺反应来提高运动稳定性,本文针对单腿具有三自由度和四自由度的两种四足机器人进行了多种步态的规划、改进以及力反馈控制研究。对于两种四足机器人的单腿进行了运动学正/逆解分析计算,并利用运动学正解结合机器人各关节实际运动范围和杆件约束计算出了两种四足机器人的单腿运动空间,比较分析后得出单腿四自由度仿生四足机器人运动空间更大,运动更灵活,能够适应更多的运动表面。针对椭圆和摆线两种足端轨迹进行对角步态设计及仿真分析,验证了复合摆线保证了在起步以及落地瞬间足端与地面垂直接触,有效地减少了偏航方向的接触力,保持了重心的稳定,从足端轨迹方面提高了步态的稳定性。针对后腿拖地以及机身晃动大两个问题提出了改变支撑足初始位置和增加四足同时支撑状态的方法,进一步提高了对角步态的稳定性。针对两种四足机器人分别实现了前进、后退、对角转弯多种步态的规划及运动实验。针对单腿四自由度的仿生四足机器人,成功实现了上下楼梯运动。针对传统对角步态的对角换相瞬间质心速度有突变,不利于机身稳定这一问题,通过变长倒立摆理论分析与仿真,验证了增加四足同时支撑状态方法的有效性和可行性,成功地消除质心速度突变。此外,设计了基于变长倒立摆模型的变步长以及变速度对角步态,并通过仿真验证上述步态的可行性,实现在对角步态中质心速度无突变的变步长与变速度方法。设计基于足端力传感器的力/位混合控制,采用经典的PID控制实现位置跟踪控制,采用阻抗控制实现力柔顺控制。在Simulink环境下搭建基于足端力传感器的四足机器人单腿力/位混合控制仿真模型,并通过仿真实验调节各参数,完成控制系统的实验验证。针对四足机器人进行了基于足端力传感器的力/位混合控制半实物运动实验,成功地实现了不受力情况下的位置跟踪,以及静止、一维水平以及二维平面运动等三种情况下的力的柔顺控制,证明了该控制方法的可行性与有效性,为提高机器人的稳定行走奠定了扎实的基础。
其他文献
随着现代社会的发展,人们对于无公害、无污染的果蔬、有机食品和优质生鲜药材需求迅速增加,而保持原材料的鲜活度、色泽及营养成分等问题也成为科学研究者研究的重点。因此,寻求
无线ad hoc网络由于无需固定基础设施支撑、组网快速灵活而受到业界的广泛关注和研究。然而,随着无线宽带业务的普及,传统无线ad hoc网络的性能已经很难满足人们日益增长的需求
铜合金具有优良的导电性能,广泛应用于电力电气行业。铝具有质量轻,经济成本较低,导电性能好等优势,在某些环境下代替铜,可节约成本,具有着较好的应用前景。然而在工程上遇到Cu/Al
近年来,内蒙古自治区民政厅、盟委行署、民政部门领导多次深入一线调研,精准把握牧区老人进城育幼的实际需求,根据国务院《关于加快发展养老服务业的若干意见》,结合牧区养老
我国中西部农村地区生活着较多的低收入老年人口,他们面临着自身没有积蓄、缺少子女生活照料、政府养老金及其养老服务供给不足等困境,政府作为国民社会保障的责任主体,对弱
目的对比分析基于超急性期表观扩散系数图及灌注图预测亚急性期(发病后5-7天)脑梗死体积的临床可行性。方法回顾性分析发病时间6h内完成多模式磁共振成像(MRI)检查的超急性期
会议
蛋白翻译后修饰通过共价键添加功能组或者蛋白质本身增加了蛋白质组的功能多样性,以及调节亚基的蛋白水解或者整个蛋白质的水解。这些修饰影响普通的细胞生物学和病理学几乎所
进行社会主义现代化建设,大力发展社会主义市场经济,其目的是为了更好地解放和发展生产力.在生产力中,人是首要的因素,解放和发展生产力的有效方式,首要或根本的就是解放和发
目的分析总结闭塞性细支气管炎(bronchiolitis obliterans,BO)的临床特点及诊治方法,以减少误诊误治。方法对我院收治的1例曾误诊的BO的临床资料进行回顾性分析。结果本例因呼
目的:通过对患喘息性疾病的婴幼儿临床随访2~3年,结合哮喘预测指数(API)分析,探讨早期检测患喘息性疾病的婴幼儿不同时期血清白介素-4(IL-4)、干扰素-γ(INF-γ)、白介素-4与干扰素-γ的