發(fā)布時(shí)間：2020-12-26 01:01

　　近年來(lái),四足機(jī)器人由于其在復(fù)雜野外環(huán)境下的應(yīng)用潛力而逐漸成為仿生機(jī)器人研究領(lǐng)域的重要課題�；趥鹘y(tǒng)步態(tài)規(guī)劃策略下的靜步態(tài)行走機(jī)器人不能滿足四足機(jī)器人對(duì)于復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性要求,制約了其實(shí)際應(yīng)用。本文針對(duì)四足機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能控制問(wèn)題,重點(diǎn)研究基于彈簧負(fù)載倒立擺模型（SLIP,Spring Loaded Inverted Pendulum）動(dòng)力學(xué)模型的控制策略,提出基于SLIP模型的小跑運(yùn)動(dòng)控制方法,提高了四足機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能,主要研究工作有:以四足動(dòng)物為模板,總結(jié)了其相關(guān)步態(tài)參數(shù)和步態(tài)種類,通過(guò)分析其腿部構(gòu)造,得到了四足機(jī)器人最佳的關(guān)節(jié)配置方式并將其應(yīng)用到機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中去。然后利用Denavit-Hartenberg方法（以下簡(jiǎn)稱D-H方法）對(duì)四足機(jī)器人進(jìn)行了正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與分析,得到了足端位姿和關(guān)節(jié)角度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)對(duì)SLIP模型的有效性分析得知何種條件下SLIP模型在給定時(shí)不變環(huán)境中具有一致運(yùn)動(dòng)有效性。然后分析了SLIP模型的周期性運(yùn)動(dòng),給出了其飛行相和著地相的動(dòng)力學(xué)方程以及切換條件,并對(duì)如何將SLIP控制原理運(yùn)用到四足機(jī)器人的整體控制中進(jìn)行了分析,提出了四足機(jī)器人的SLI... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外多足機(jī)器人發(fā)展概況
        1.2.1 四足機(jī)器人系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 四足機(jī)器人控制方法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
    2.1 引言
    2.2 四足機(jī)器人步態(tài)概述
        2.2.1 四足動(dòng)物步態(tài)的定義與分類
        2.2.2 四足機(jī)器人的關(guān)節(jié)配置方式
    2.3 仿生四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
        2.3.1 四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)概述
        2.3.2 四足機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
        2.3.3 四足機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于SLIP運(yùn)動(dòng)特性的四足機(jī)器人單腿彈跳運(yùn)動(dòng)分析
    3.1 引言
    3.2 SLIP模型的運(yùn)動(dòng)有效性分析
        3.2.1 運(yùn)動(dòng)有效性的定義
        3.2.2 運(yùn)動(dòng)失效性分析
    3.3 基于SLIP原理的四足機(jī)器人單腿動(dòng)力學(xué)模型
        3.3.1 SLIP模型運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析
        3.3.2 基于SLIP原理的單腿彈跳動(dòng)力學(xué)分析
    3.4 基于SLIP模型的四足機(jī)器人等效運(yùn)動(dòng)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于SLIP模型的四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方法
    4.1 引言
    4.2 四足機(jī)器人對(duì)角小跑運(yùn)動(dòng)控制分解
    4.3 四足機(jī)器人對(duì)角小跑運(yùn)動(dòng)控制方法
        4.3.1 基于著地角調(diào)節(jié)的前進(jìn)速度控制策略
        4.3.2 四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)高度控制策略
        4.3.3 機(jī)器人機(jī)身俯仰姿態(tài)角調(diào)節(jié)策略
    4.4 四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃與控制
        4.4.1 對(duì)角小跑運(yùn)動(dòng)步態(tài)控制策略
        4.4.2 基于SLIP模型的對(duì)角小跑步態(tài)穩(wěn)定性分析
        4.4.3 膝關(guān)節(jié)著地相軌跡規(guī)劃
        4.4.4 腿部騰空相足端軌跡規(guī)劃
    4.5 四足機(jī)器人足底阻抗控制
        4.5.1 阻抗控制原理
        4.5.2 機(jī)器人足底阻抗控制
    4.6 本章小結(jié)
第五章 單腿跳躍平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
    5.1 引言
    5.2 單腿跳躍平臺(tái)的搭建
        5.2.1 單腿機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        5.2.2 關(guān)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
        5.2.3 硬件及通訊系統(tǒng)
    5.3 力矩電機(jī)建模與仿真分析
    5.4 單腿跳躍仿真與平臺(tái)控制測(cè)試實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 單腿平臺(tái)運(yùn)動(dòng)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 基于 SLIP 系統(tǒng)的單腿彈跳仿真實(shí)驗(yàn)
        5.4.3 單腿彈跳平臺(tái)控制方法測(cè)試實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于多虛擬元件的直腿四足機(jī)器人Trot步態(tài)控制[J]. 李滿天,蔣振宇,王鵬飛,孫立寧.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(05)
[2]BigDog四足機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 丁良宏.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(07)
[3]高負(fù)載四足機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃與控制[J]. 胡楠,李少遠(yuǎn),黃丹,高峰.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]高性能液壓驅(qū)動(dòng)四足機(jī)器人SCalf的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 柴匯,孟健,榮學(xué)文,李貽斌.  機(jī)器人. 2014(04)
[5]四足機(jī)器人砂礫地面對(duì)角行走控制方法[J]. 程品,羅欣,顧瀚戈.  裝備制造技術(shù). 2014(04)
[6]四足仿生機(jī)器人單腿系統(tǒng)[J]. 李滿天,蔣振宇,郭偉,孫立寧.  機(jī)器人. 2014(01)
[7]四足機(jī)器人對(duì)角小跑步態(tài)的研究[J]. 陳佳品,程君實(shí),馮萍,馬培蓀,潘俊民,席裕庚.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1997(06)
[8]“JTUWM-Ⅲ”型四足步行機(jī)器人足底測(cè)力系統(tǒng)的研究[J]. 馮萍,程君實(shí),陳佳品.  微型機(jī)與應(yīng)用. 1997(03)
[9]全方位四足步行機(jī)器人JTUWM－Ⅱ轉(zhuǎn)彎步態(tài)控制的研究[J]. 馬培蓀,馬烈.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1995(05)



本文編號(hào)：2938728