隨著人類對自然界甚至外太空的探索研究范圍的逐漸擴展,越來越多的機器人被應(yīng)用到一些條件極端、惡劣、復(fù)雜的甚至十分危險的特殊場合,如太空探索、深海探索、排雷、核反應(yīng)堆等。這些環(huán)境的共同特點是地形復(fù)雜甚至難以預(yù)測,對于能夠適應(yīng)環(huán)境變化,自主規(guī)劃路徑的高機動性、高可靠性移動機器人的需求與日俱增。足式機器人具有比輪式、履帶式機器人更加卓越的應(yīng)對復(fù)雜地形的能力,因而被各行各業(yè)給予密切的關(guān)注。多足昆蟲憑借其獨到的步態(tài)控制和肢體構(gòu)造,能夠在各種復(fù)雜地形中靈活地穿越行走,因此仿生控制方法成為研究機器人運動控制的熱點。其中中樞模式發(fā)生器控制方法（CPG）能更簡單有效的使機器人復(fù)現(xiàn)生物節(jié)律運動。本文將對六足仿生機器人進行運動控制研究,以CPG控制方法為基礎(chǔ)設(shè)計機器人平穩(wěn)行走的多足協(xié)調(diào)控制策略。首先,針對六足機器人的步態(tài)規(guī)劃、運動學(xué)分析開展了較為系統(tǒng)的研究工作。介紹機器人步態(tài)的相關(guān)定義,規(guī)劃機器人三種前進步態(tài)和原地轉(zhuǎn)彎步態(tài),進一步詳細分析了機器人在各不同步態(tài)下的靜態(tài)穩(wěn)定性。應(yīng)用D-H法針對六足機器人腿部建立坐標(biāo)系,在此基礎(chǔ)上求解六足機器人的步行腿運動學(xué)正逆解。其次,在步態(tài)及穩(wěn)定性的理論分析的基礎(chǔ)上,引入CPG... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 六足機器人及其中樞模式發(fā)生器(CPG)控制的發(fā)展概況
        1.2.1 國內(nèi)外六足機器人的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 多足機器人基于CPG的運動控制研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 六足機器人的步態(tài)規(guī)劃與運動學(xué)分析
    2.1 引言
    2.2 六足機器人步態(tài)原理
        2.2.1 步態(tài)及其相關(guān)概念
        2.2.2 六足機器人的步態(tài)描述及規(guī)劃
    2.3 機器人的穩(wěn)定性描述
        2.3.1 靜態(tài)穩(wěn)定性描述方法
        2.3.2 其它步態(tài)的靜態(tài)穩(wěn)定性描述
    2.4 六足機器人的運動學(xué)分析
        2.4.1 機器人坐標(biāo)系的建立
        2.4.2 機器人正運動學(xué)解算
        2.4.3 機器人逆運動學(xué)解算
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于中樞模式發(fā)生器的運動控制模型
    3.1 引言
    3.2 基于Wilson-Cowan神經(jīng)振蕩器的中樞模式發(fā)生器設(shè)計
        3.2.1 CPG控制器設(shè)計思路
        3.2.2 Wilson-Cowan神經(jīng)振蕩器
        3.2.3 CPG網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)
    3.3 中樞模式發(fā)生器參數(shù)分析
        3.3.1 步態(tài)權(quán)重矩陣對輸出的影響
        3.3.2 時間常數(shù)對輸出的影響
        3.3.3 增益參數(shù)對輸出的影響
        3.3.4 外部激勵對輸出的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 六足機器人步態(tài)生成機制
    4.1 引言
    4.2 單腿關(guān)節(jié)運動控制
        4.2.1 擺動相足端軌跡規(guī)劃
        4.2.2 單腿髖關(guān)節(jié)不同步態(tài)下的控制信號
        4.2.3 髖-膝、髖-踝關(guān)節(jié)映射函數(shù)
    4.3 不同步態(tài)下的多足協(xié)調(diào)控制
    4.4 本章小結(jié)
第5章 一類六輪足復(fù)合機器人運動實驗分析
    5.1 引言
    5.2 六輪足復(fù)合機器人平臺介紹
    5.3 六足機器人步態(tài)實驗
        5.3.1 三角步態(tài)實驗
        5.3.2 四足步態(tài)實驗
        5.3.3 波動步態(tài)實驗
        5.3.4 原地轉(zhuǎn)彎步態(tài)實驗
    5.4 實驗結(jié)論
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]多足步行機器人研究狀況及展望[J]. 黃俊軍,葛世榮,曹為.  機床與液壓. 2008(05)
[2]腿式機器人的研究綜述[J]. 劉靜,趙曉光,譚民.  機器人. 2006(01)
[3]仿生機器人的研究[J]. 許宏巖,付宜利,王樹國,劉建國.  機器人. 2004(03)
[4]SMA驅(qū)動的微型雙三足步行機器人作全方位運動的研究[J]. 祝捷,曹志奎,馬培蓀.  傳動技術(shù). 2002(04)
[5]微型六足仿生機器人及其三角步態(tài)的研究[J]. 徐小云,顏國正,丁國清.  光學(xué)精密工程. 2002(04)
[6]一種形狀記憶合金絲驅(qū)動的微小型六足機器人[J]. 李明東,奚漢達,儲金荻,馬培蓀,程君實.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2000(10)
[7]四足步行機器人中一種新型腿結(jié)構(gòu)緩沖特性[J]. 馬建旭,馬培蓀,楊保忠,王愛平.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 1999(07)
[8]四足步行機器人模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[J]. 馬培蓀,鄭偉紅.  機器人. 1997(01)
[9]智能機器人研究的進展：趨勢與對策[J]. 蔡自興.  機器人. 1996(04)
[10]全方位四足步行機器人的運動學(xué)研究[J]. 馬培蓀，竇小紅，劉臻.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 1994(02)

碩士論文
[1]中樞模式發(fā)生器在六足機器人運動控制中的應(yīng)用[D]. 李鑫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]六足仿生機器人步態(tài)規(guī)劃與控制系統(tǒng)研究[D]. 李文政.山東大學(xué) 2011



本文編號：3679114