【摘 要】
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机器人在复杂环境中进行动态跳跃有助于提高其跳跃效率,但是受限于地形,单纯利用关节进行跳跃会有很多局限性,例如,无足够的助跑空间,机器人跳跃受限。本研究根据实验室自主研发的飞行仿人机器人Jet-HR2（以下简称Jet-HR2）为原理样机,以电机和涵道风机为混合动力,参照仿生学部分原理,对该机器人的跳跃方法进行了理论设计、分析和仿真实机验证。首先,根据先前研究,总结出机器人的跳跃过程中姿态的控制策略以
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“人机触碰过程中的人体关节阻抗信息的在线测量及变化预测方法研究”（国家自然科学基金青年基金项目,项目批准号:51605098）；
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机器人在复杂环境中进行动态跳跃有助于提高其跳跃效率,但是受限于地形,单纯利用关节进行跳跃会有很多局限性,例如,无足够的助跑空间,机器人跳跃受限。本研究根据实验室自主研发的飞行仿人机器人Jet-HR2（以下简称Jet-HR2）为原理样机,以电机和涵道风机为混合动力,参照仿生学部分原理,对该机器人的跳跃方法进行了理论设计、分析和仿真实机验证。首先,根据先前研究,总结出机器人的跳跃过程中姿态的控制策略以及多种跳跃混合多种运动模式的优势。其次,完成了Jet-HR2的多传感器驱动器嵌入式系统搭建,以及机器人软硬件系统的调试与磨合。根据先前研究,对跳跃进行分解,设计了混合动力跳跃方法,并对跳跃的起跳、腾空、落地三个过程进行了建模和分析。起跳过程中,使用电机和涵道风机混合动力起跳,探究混合动力对起跳的影响。在腾空过程中,根据Jet-HR2相关参数,对机器人腾空时的姿态调整进行了基于矢量推进控制的姿态控制器设计。在落地过程中,在落地时设计了落地控制器,缓解落地对机器人整体的冲击。最后,在仿真中和实机中进行了Jet-HR2的相关实验,验证了腾空过程中姿态控制的有效性,也验证了跳跃和落地过程中跳跃方法的可行性和有效性。由于受关节电机动力的限制,在实机中验证了腾空阶段的姿态控制和高度控制的有效性和可行性。
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