足式跳躍機(jī)器人具有移動(dòng)能力強(qiáng),運(yùn)動(dòng)迅速的特點(diǎn),在震后救災(zāi)、戰(zhàn)場(chǎng)偵察和太空探測(cè)等場(chǎng)景中具有很高的實(shí)用價(jià)值,日益成為機(jī)器人研究的熱門領(lǐng)域。因此本文以機(jī)器人的跳躍能力為核心,分以下幾個(gè)方面展開了豎直跳躍控制的研究工作。關(guān)節(jié)式單腿機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。研究了基于四連桿傳動(dòng)機(jī)理的髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)傳動(dòng)方案,合理地選取了結(jié)構(gòu)參數(shù)和液壓驅(qū)動(dòng)器的布置方案,使單腿機(jī)器人具備了與人體腿部相似的自由度和運(yùn)動(dòng)范圍,展現(xiàn)出了良好的仿生特性。運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模。建立了單腿機(jī)器人足端位置與關(guān)節(jié)角度間的正逆向解算關(guān)系,并以關(guān)節(jié)角度為自變量對(duì)液壓缸行程進(jìn)行了線性擬合,實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人姿態(tài)的完全解耦。構(gòu)造了基于拉格朗日法的動(dòng)力學(xué)模型,整合了著地相和騰空相的動(dòng)力學(xué)方程,并建立了關(guān)節(jié)力矩與關(guān)節(jié)角度間的線性擬合關(guān)系。以此為基礎(chǔ),分析了關(guān)節(jié)力矩的作用規(guī)律和地面沖擊對(duì)關(guān)節(jié)力矩的影響。關(guān)節(jié)式單腿的豎直跳躍運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。以跳躍高度為預(yù)期指標(biāo),分析了豎直跳躍SLIP模型的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。通過將機(jī)器人質(zhì)心映射至模型軌跡,解算出能夠驅(qū)動(dòng)單腿進(jìn)行預(yù)期高度跳躍的液壓缸行程函數(shù)。提出了基于余弦運(yùn)動(dòng)的跳躍規(guī)劃,并在仿真環(huán)境下驗(yàn)證和比較了上述兩種模型的作用效果。最后結(jié)合液... 

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題背景及研究意義
    1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及分析
        1.3.1 單腿跳躍機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.3.2 機(jī)器人跳躍控制
        1.3.3 機(jī)器人落地緩沖策略
        1.3.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)析
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 單腿跳躍機(jī)器人建模與分析
    2.1 引言
    2.2 單腿跳躍機(jī)器人機(jī)構(gòu)
    2.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
        2.3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)坐標(biāo)系的建立
        2.3.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)解算
        2.3.3 液壓缸行程擬合
    2.4 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模
        2.4.1 騰空相動(dòng)力學(xué)建模
        2.4.2 接觸相動(dòng)力學(xué)建模
        2.4.3 關(guān)節(jié)力臂的解算
    2.5 本章小結(jié)
第3章 液壓?jiǎn)瓮葯C(jī)器人豎直起跳控制策略研究
    3.1 引言
    3.2 基于SLIP模型的豎直跳躍運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
        3.2.1 經(jīng)典SLIP模型運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.2.2 豎直跳躍SLIP模型的建立與分析
        3.2.3 基于豎直跳躍SLIP模型的軌跡規(guī)劃
        3.2.4 SLIP模型跳躍仿真分析
    3.3 基于質(zhì)心余弦運(yùn)動(dòng)的豎直跳躍運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
        3.3.1 基于質(zhì)心余弦運(yùn)動(dòng)的軌跡規(guī)劃
        3.3.2 余弦運(yùn)動(dòng)跳躍仿真分析
        3.3.3 跳躍規(guī)劃模型的對(duì)比與分析
    3.4 基于力控制的位置規(guī)劃跳躍策略
        3.4.1 基于力控制的跳躍位置信號(hào)規(guī)劃
        3.4.2 跳躍控制策略的切換條件
    3.5 本章小結(jié)
第4章 液壓?jiǎn)瓮葯C(jī)器人落地緩沖控制研究
    4.1 引言
    4.2 液壓力伺服系統(tǒng)及阻抗控制模型的建立
        4.2.1 液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)分析
        4.2.2 閥控非對(duì)稱液壓缸力伺服系統(tǒng)建模
        4.2.3 力伺服系統(tǒng)補(bǔ)償模型的建立與分析
        4.2.4 阻抗控制方式的選擇
        4.2.5 單關(guān)節(jié)阻抗控制模型的建立與分析
    4.3 基于關(guān)節(jié)阻抗模型的落地緩沖控制策略研究
        4.3.1 恢復(fù)扭矩的定義及分析
        4.3.2 關(guān)節(jié)阻抗模型落地緩沖策略的實(shí)現(xiàn)
    4.4 基于單腿虛擬模型的落地緩沖控制策略研究
        4.4.1 單腿虛擬模型的建立與分析
        4.4.2 單腿虛擬模型落地緩沖策略的實(shí)現(xiàn)
        4.4.3 基于修正SLIP模型的虛擬參數(shù)估算
    4.5 基于Adams的落地緩沖仿真分析
        4.5.1 關(guān)節(jié)阻抗模型仿真環(huán)境的搭建
        4.5.2 關(guān)節(jié)阻抗模型的落地緩沖仿真
    4.6 本章小結(jié)
第5章 液壓?jiǎn)瓮葯C(jī)器人豎直跳躍實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 豎直跳躍實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)組成
        5.2.2 控制平臺(tái)的搭建
        5.2.3 嵌入式程序的工作架構(gòu)
    5.3 單腿機(jī)器人豎直跳躍及落地緩沖實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 無緩沖策略的落地沖擊實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 基于關(guān)節(jié)阻抗模型的落地緩沖實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 基于單腿虛擬模型的落地緩沖實(shí)驗(yàn)
        5.3.4 單腿機(jī)器人豎直跳躍實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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