輪腿機器人具有行進速度快,適應能力強,運動靈活性高等優(yōu)點,因此在未來的生產生活、救援救災和太空探索中都有很大的應用潛力與價值。為了進一步增強輪腿機器人的環(huán)境適應能力以及應急應變能力,本文主要圍繞輪腿機器人跳躍規(guī)劃與控制展開研究,主要包括以下三個方面。單腿機器人周期性連續(xù)跳躍機理研究。該部分的研究主要分為三個方面:基于雙質量彈簧倒立擺（TMSLIP）模型的關節(jié)腿式機器人起跳機理研究、基于最佳接近速度（OAV）的落地接觸力控制策略研究和基于龐加萊映射的雙質量彈簧阻尼倒立擺（TMSDLIP）模型著地參數選擇研究。在起跳相、騰空相、落地準備相和著地相分別使用不同的雙質量簡化模型來規(guī)劃其上、下質量質心的軌跡,再通過龐加萊映射的理論將這些軌跡整合,使其能夠實現周期性連續(xù)的運動,然后經由單腿機器人質心與雙質量簡化模型質心之間的映射關系,將模型上、下質量質心的軌跡通過單腿機器人的運動學方程映射到單腿機器人的關節(jié)空間,最后用單腿機器人動力學計算得到關節(jié)前饋力矩,為控制參數的選擇提供理論依據。理論上來說,只要機器人的驅動單元出力能夠滿足規(guī)劃的需要,那么使用這種規(guī)劃方法就能夠實現機器人任意高度的跳躍。輪腿機... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：104 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究的背景和意義
    1.3 國內外研究現狀及分析
        1.3.1 機器人連續(xù)跳躍研究現狀
        1.3.2 輪腿機器人跳躍研究現狀
        1.3.3 國內外文獻綜述簡析
    1.4 主要研究內容
第2章 單腿機器人周期性連續(xù)跳躍機理研究
    2.1 引言
    2.2 單腿機器人跳躍規(guī)劃分析
    2.3 TMSLIP模型起跳相分析
    2.4 最佳接近速度（OAV）
        2.4.1 著地TMSDLIP模型的建立與分析
        2.4.2 OAV的確定
    2.5 雙質量模型落地準備相團身運動規(guī)劃
    2.6 基于龐加萊映射的TMSDLIP模型參數選擇
    2.7 單腿機器人運動學
        2.7.1 髖關節(jié)坐標系
        2.7.2 絕對坐標系
    2.8 雙質量模型映射到單腿機器人關節(jié)空間
    2.9 單腿機器人動力學
        2.9.1 拉格朗日算子的建立
        2.9.2 騰空相動力學方程
        2.9.3 接觸相動力學方程
    2.10 本章小結
第3章 輪腿機器人跳躍機理研究
    3.1 引言
    3.2 輪腿機器人跳躍規(guī)劃分析
    3.3 雙質量簡化模型團身相動作規(guī)劃
    3.4 輪腿機器人運動學
        3.4.1 髖關節(jié)坐標系
        3.4.2 絕對坐標系
    3.5 輪腿機器人動力學
        3.5.1 拉格朗日算子的建立
        3.5.2 騰空相動力學方程
        3.5.3 接觸相動力學方程
    3.6 雙質量簡化模型映射輪腿機器人映射策略選擇
        3.6.1 起跳相與團身相映射策略選擇
        3.6.2 著地相映射策略選擇
    3.7 雙質量簡化模型映射輪腿機器人
        3.7.1 擺腰映射策略
        3.7.2 不擺腰映射策略
    3.8 本章小結
第4章 機器人跳躍仿真實驗
    4.1 引言
    4.2 基于OAV的落地緩沖策略仿真
    4.3 基于龐加萊映射的TMSDLIP模型參數搜索仿真
    4.4 單腿機器人周期性連續(xù)跳躍仿真
        4.4.1 阻抗控制策略的選擇
        4.4.2 單腿機器人周期性連續(xù)跳躍仿真
        4.4.3 單腿機器人傳統(tǒng)TMSLIP模型周期性連續(xù)跳躍仿真
    4.5 輪腿機器人跳躍仿真
        4.5.1 著地相軌跡映射
        4.5.2 著地相力映射
    4.6 本章小結
結論
參考文獻
附錄 A 單腿機器人動力學表達式
附錄 B 輪腿機器人動力學表達式
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]二階系統(tǒng)的復特征根對其魯棒H∞控制性能的影響[J]. 王占山,王繼東,劉秀翀,孫鑒.  東北大學學報(自然科學版). 2019(09)
[2]直接示教機器人的示教助力研究[J]. 謝朝政,劉建群.  機械工程與自動化. 2018(06)
[3]波士頓動力正式推出輪腿式機器人Handle[J].   大數據時代. 2017(02)
[4]五自由度機械手運動學分析及逆解問題研究[J]. 楊亮亮,劉權慶,時軍,應思齊.  機械工程師. 2016(12)
[5]一種基于串聯彈性驅動器的柔順機械臂設計[J]. 張秀麗,谷小旭,趙洪福,王昆.  機器人. 2016(04)
[6]淺析點的速度合成定理[J]. 劉薊南.  黑龍江科技信息. 2015(21)
[7]跳躍機器人研究現狀和趨勢[J]. 魏敦文,葛文杰.  機器人. 2014(04)
[8]足式機器人單腿跳躍仿真與實驗[J]. 鐘建鋒,羅欣,余益君.  機械與電子. 2014(04)
[9]移動機器人研究現狀及發(fā)展趨勢[J]. 梁棟,尹曉紅,王夢晴.  科技信息. 2014(09)
[10]四足仿生機器人單腿系統(tǒng)[J]. 李滿天,蔣振宇,郭偉,孫立寧.  機器人. 2014(01)

博士論文
[1]液壓驅動單腿跳躍機器人控制系統(tǒng)研究[D]. 陳志偉.浙江大學 2016
[2]四足機器人主動柔順及對角小跑步態(tài)運動控制研究[D]. 張國騰.山東大學 2016

碩士論文
[1]液壓驅動足式機器人單腿關節(jié)柔順控制研究[D]. 張程博.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[2]液壓單腿機器人的設計與豎直跳躍控制研究[D]. 王振楠.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[3]液壓足式機器人單關節(jié)柔順控制的研究[D]. 夏江.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[4]欠驅動單腿機器人膝踝協調運動研究[D]. 吳偉男.浙江大學 2017
[5]雙足機器人運動控制系統(tǒng)的研究[D]. 查望華.浙江大學 2016
[6]四足機器人液壓驅動系統(tǒng)設計與控制研究[D]. 鐘建鋒.華中科技大學 2014



本文編號：3039464