作為機(jī)器人領(lǐng)域的重要分支,步行機(jī)器人的足尖與地面接觸位置不連續(xù),因而對不規(guī)則地面具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。其中,六足步行機(jī)器人的靜態(tài)穩(wěn)定性較好,結(jié)合承載能力較強(qiáng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu),則能得到重載六足步行機(jī)器人。這類步行機(jī)器人適用于需要在不平整地面運(yùn)送大載荷的任務(wù)。大多數(shù)情況下,采用適應(yīng)性步態(tài)的機(jī)器人需要辨識外力從而檢測與環(huán)境的接觸情況。常用的方法是在機(jī)器人的足尖安裝力傳感器。然而力傳感器價(jià)格高昂,且容易損壞,因此產(chǎn)生了對力傳感器替代方案的需求。本文針對使用并聯(lián)機(jī)構(gòu)腿的重載六足機(jī)器人,提出了分布式力辨識方法。進(jìn)行了六足機(jī)器人位姿辨識,慣性力辨識,慣性參數(shù)標(biāo)定,外力辨識,以及適應(yīng)性步態(tài)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)等工作。本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)針對重載六足機(jī)器人采用的空間并聯(lián)腿機(jī)構(gòu),使用螺旋和指數(shù)映射建立了位姿辨識模型,慣性力辨識模型。建立了位置,速度,加速度,以及靜力學(xué)模型,得到指定輸入下,腿部機(jī)構(gòu)主要零件的位置,速度,加速度。分析了機(jī)構(gòu)運(yùn)動慣性力以及外力對機(jī)構(gòu)驅(qū)動力的影響。建立了機(jī)器人虛擬樣機(jī),驗(yàn)證了理論模型的有效性。(2)基于本文建立的機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型提出了六足機(jī)器人足端力傳感器的替代方案,使用電機(jī)電流和驅(qū)動關(guān)節(jié)的... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 概述
    1.2 多足步行機(jī)器人力覺研究現(xiàn)狀
    1.3 機(jī)器人力傳感器替代方案研究
    1.4 機(jī)器人慣性參數(shù)辨識的模型與方法
    1.5 反射行為與機(jī)器人控制
    1.6 本文研究內(nèi)容
第二章 六足機(jī)器人系統(tǒng)及位姿辨識
    2.1 概述
    2.2 六足機(jī)器人系統(tǒng)組成
    2.3 六足機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)位姿辨識及輸入輸出模型
    2.4 六足機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的仿真驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第三章 六足機(jī)器人腿部動力學(xué)模型與慣性力辨識
    3.1 概述
    3.2 六足機(jī)器人動力學(xué)模型
    3.3 六足機(jī)器人關(guān)節(jié)位置與構(gòu)件位置研究
    3.4 六足機(jī)器人關(guān)節(jié)速度與構(gòu)件速度研究
    3.5 六足機(jī)器人關(guān)節(jié)加速度與構(gòu)件加速度研究
    3.6 六足機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的慣性力辨識
    3.7 本章小結(jié)
第四章 六足機(jī)器人腿部慣性參數(shù)標(biāo)定與外力辨識
    4.1 概述
    4.2 六足機(jī)器人腿機(jī)構(gòu)的慣性參數(shù)標(biāo)定模型
    4.3 六足機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的慣性參數(shù)標(biāo)定
    4.4 六足機(jī)器人靜態(tài)足端外力辨識性能
    4.5 六足機(jī)器人動態(tài)足端外力辨識性能
    4.6 機(jī)器人機(jī)身外力辨識
    4.7 本章小結(jié)
第五章 六足步行機(jī)器人仿生行走研究
    5.1 概述
    5.2 機(jī)器人仿生行走策略合理性研究
    5.3 六足機(jī)器人仿生行走行為歸納
    5.4 六足機(jī)器人仿生行走步態(tài)模式設(shè)計(jì)
    5.5 分布式力辨識六足機(jī)器人仿生力覺行走實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
    6.1 研究內(nèi)容總結(jié)
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
攻讀學(xué)位期間參與的項(xiàng)目



本文編號：2917372