發(fā)布時(shí)間：2017-11-01 16:05

  本文關(guān)鍵詞：帶有自鎖式關(guān)節(jié)的農(nóng)業(yè)六足機(jī)器人能耗優(yōu)化模型及驗(yàn)證

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【摘要】：六足機(jī)器人具有成為丘陵山區(qū)未來(lái)重要農(nóng)業(yè)裝備的潛力,但高能耗是其實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。普通機(jī)器人關(guān)節(jié)無(wú)自鎖特性導(dǎo)致其在靜立時(shí)也需耗能以克服重力,而如果讓關(guān)節(jié)自鎖以保證靜立時(shí)不耗能,則運(yùn)動(dòng)能耗又將大幅提高。為此,該文以機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)及靜立過(guò)程中的綜合能耗最少為目標(biāo),給出帶部分自鎖式關(guān)節(jié)的六足機(jī)器人設(shè)計(jì)方案,提出其能耗優(yōu)化模型:引入經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證的關(guān)節(jié)正反向驅(qū)動(dòng)力矩傳遞效率差異來(lái)修正現(xiàn)有模型缺陷,基于地面力學(xué)修正現(xiàn)有約束條件,針對(duì)自鎖式關(guān)節(jié)不同配置給出對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)。以模型給出的能耗極小值為評(píng)定依據(jù),對(duì)自鎖式關(guān)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化配置。試驗(yàn)及仿真結(jié)果表明:所提出的能耗優(yōu)化模型比現(xiàn)有模型更準(zhǔn)確,能進(jìn)一步降低運(yùn)動(dòng)能耗40%以上;對(duì)特定構(gòu)型的六足機(jī)器人,不使用自鎖式關(guān)節(jié)時(shí)靜立功耗超過(guò)38 W,所有關(guān)節(jié)均可自鎖時(shí)運(yùn)動(dòng)能耗比前者高3倍以上;在應(yīng)用該文優(yōu)化模型和最優(yōu)關(guān)節(jié)配置方案后,既可保證靜立能耗為0,又可保證運(yùn)動(dòng)能耗與不使用自鎖式關(guān)節(jié)時(shí)基本相當(dāng):完成30°下坡、平路、30°上坡行走時(shí),運(yùn)動(dòng)能耗僅分別高出14.2%、16.3%、45.5%。該文提出的能耗優(yōu)化模型可為帶有自鎖式關(guān)節(jié)的農(nóng)業(yè)六足機(jī)器人設(shè)計(jì)和能耗優(yōu)化提供理論支持。
【作者單位】： 西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 機(jī)器人 優(yōu)化 模型 能耗優(yōu)化模型 自鎖式關(guān)節(jié) 丘陵山區(qū) 農(nóng)業(yè)裝備
【基金】：重慶市應(yīng)用技術(shù)研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目(重點(diǎn)項(xiàng)目)(CSTC2013YYKFB70002);重慶市應(yīng)用技術(shù)研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目(CSTC2013YYKFA0123) 教育部中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(XDJK2014C030)
【分類號(hào)】：TP242
【正文快照】： 張春,楊明金,陳建,蔣猛,馬永昌,冀杰.帶有自鎖式關(guān)節(jié)的農(nóng)業(yè)六足機(jī)器人能耗優(yōu)化模型及驗(yàn)證[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2016,32(18):73-83.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.18.010 http://www.tcsae.orgZhang Chun,Yang Mingjin,Chen Jian,Jiang Meng,Ma Yongchang,Ji Jie.Energy con

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1127511