發(fā)布時間：2021-03-01 11:49

　　液壓驅(qū)動型高性能足式仿生機(jī)器人對未知、非結(jié)構(gòu)環(huán)境具有很好的適應(yīng)能力,為盡可能地避免其足地接觸過程中的沖擊和碰撞,足式機(jī)器人的關(guān)節(jié)應(yīng)具有一定的動態(tài)柔順性。針對驅(qū)動足式機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動的液壓驅(qū)動單元（Hydraulic drive unit,HDU）進(jìn)行研究,首先,建立其液壓系統(tǒng)位置/力控制數(shù)學(xué)模型;其次,推導(dǎo)阻抗控制基本控制原理,并以液壓系統(tǒng)作為內(nèi)環(huán)控制方式,分析HDU基于位置/力的阻抗控制機(jī)理,研究該兩種阻抗控制方法的控制內(nèi)外環(huán)動態(tài)柔順性串并聯(lián)組成原理;最后,搭建HDU性能測試試驗(yàn)平臺,對提出的兩種阻抗控制動態(tài)柔順性串并聯(lián)組成原理進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明,基于位置的阻抗內(nèi)環(huán)動態(tài)柔順性為并聯(lián)組成,而阻抗控制外環(huán)與位置控制內(nèi)環(huán)動態(tài)柔順性為串聯(lián)組成;基于力的阻抗內(nèi)環(huán)動態(tài)柔順性為串聯(lián)組成,而阻抗控制外環(huán)與力控制內(nèi)環(huán)動態(tài)柔順性為并聯(lián)組成;基于力的阻抗控制響應(yīng)速度大于基于位置的阻抗控制,而后者的阻抗模擬精度要優(yōu)于前者。以上研究成果可為足式仿生機(jī)器人關(guān)節(jié)控制方法選取及性能優(yōu)化提供理論和試驗(yàn)參考。 

【文章來源】：機(jī)械工程學(xué)報. 2017,53(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：14 頁

【文章目錄】：
1 HDU位置/力控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
2 HDU基于位置/力阻抗控制原理
    2.1 阻抗控制基本原理
    2.2 基于位置的阻抗控制
        2.2.1 受力原理分析
        2.2.2 基于位置的阻抗控制動態(tài)柔順性組成原理
    2.3 基于力的阻抗控制
        2.3.1 受力原理分析
        2.3.2 基于力的阻抗控制動態(tài)柔順性組成原理
3 試驗(yàn)研究
    3.1 HDU性能測試平臺簡介
    3.2 試驗(yàn)方案與具體實(shí)施方法
    3.3 內(nèi)環(huán)動態(tài)柔順性試驗(yàn)測試
        3.3.1 位置控制內(nèi)環(huán)動態(tài)柔順性
        3.3.2 力控制內(nèi)環(huán)動態(tài)柔順性
    3.4 外環(huán)阻抗控制試驗(yàn)測試
        3.4.1 第一種期望阻抗特性下試驗(yàn)測試
        3.4.2 第二種期望阻抗特性試驗(yàn)測試
4 結(jié)論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Force Control Compensation Method with Variable Load Stiffness and Damping of the Hydraulic Drive Unit Force Control System[J]. KONG Xiangdong,BA Kaixian,YU Bin,CAO Yuan,ZHU Qixin,ZHAO Hualong.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[2]Nonlinear Mathematical Modeling and Sensitivity Analysis of Hydraulic Drive Unit[J]. KONG Xiangdong,YU Bin,QUAN Lingxiao,BA Kaixian,WU Liujie.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(05)
[3]四足仿生機(jī)器人液壓驅(qū)動單元軌跡靈敏度分析[J]. 孔祥東,俞濱,權(quán)凌霄,巴凱先.  機(jī)械工程學(xué)報. 2013(14)
[4]淺析BigDog四足機(jī)器人[J]. 丁良宏,王潤孝,馮華山,李軍.  中國機(jī)械工程. 2012(05)

博士論文
[1]基于SLIP模型的四足機(jī)器人對角小跑步態(tài)控制研究[D]. 蔣振宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3057436