具有柔性脊椎的四足機(jī)器人坡面及奔跑運(yùn)動分析
發(fā)布時間:2021-03-25 06:29
四足機(jī)器人具有良好的運(yùn)動靈活性和環(huán)境適應(yīng)性,未來四足機(jī)器人必將進(jìn)入人類生活,在方方面面給人們帶來便利,因此四足機(jī)器人成為研究熱點(diǎn)之一。而要想讓四足機(jī)器人真正服務(wù)于人類,就必須設(shè)計合適的機(jī)械結(jié)構(gòu)和高效穩(wěn)定的控制方法,以保證四足機(jī)器人適應(yīng)實(shí)際生活中的各種地形。本文針對四足機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)動中常見的坡面運(yùn)動和奔跑運(yùn)動,針對這兩個方面進(jìn)行研究,通過機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制方法兩方面的創(chuàng)新,提高機(jī)器人的坡面運(yùn)動和奔跑運(yùn)動的性能。具體內(nèi)容如下:(1)設(shè)計了一種具有柔性脊椎的四足機(jī)器人,該柔性脊椎采用兩根橡膠棒,并在脊椎下方布置有液壓缸對脊椎進(jìn)行彎曲控制,對機(jī)器人腿部進(jìn)行正運(yùn)動學(xué)和逆運(yùn)動學(xué)分析,得到足端坐標(biāo)與腿部關(guān)節(jié)角度的關(guān)系,并采用隨機(jī)函數(shù)方法求出了腿部的最大步長。(2)為了提高機(jī)器人坡面運(yùn)動的穩(wěn)定性,提出了一種基于柔性脊椎的坡面運(yùn)動姿勢調(diào)整方法,即通過脊椎的“凹”型彎曲增大前后足端距離,并通過調(diào)節(jié)髖關(guān)節(jié)平衡位置調(diào)整質(zhì)心位置,使質(zhì)心延長線位于前后腿支撐面中間位置。然后調(diào)整足端軌跡,分析機(jī)器人坡面運(yùn)動穩(wěn)定性,最終通過仿真實(shí)驗(yàn),證實(shí)了該方法有利于提高坡面運(yùn)動穩(wěn)定性。(3)在機(jī)器人奔跑運(yùn)動中,機(jī)器人穩(wěn)定性難以保證,...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]四足機(jī)器人斜坡運(yùn)動的自適應(yīng)控制算法[J]. 常青,韓寶玲,喬志霞,李茜. 北京理工大學(xué)學(xué)報. 2019(09)
[2]四足機(jī)器人研究綜述[J]. 楊鈞杰,孫浩,王常虹,陳曉東. 導(dǎo)航定位與授時. 2019(05)
[3]波士頓動力欲年底上市Spot機(jī)械狗![J]. 智能機(jī)器人. 2019(03)
[4]行走的智能:四足仿生移動機(jī)器人[J]. 江磊. 測控技術(shù). 2019(04)
[5]“絕影”機(jī)器人助力智慧安防[J]. 朱秋國. 中國測繪. 2019(03)
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[7]淺析四足仿生機(jī)器人的研究現(xiàn)狀及趨勢[J]. 姚華,孫美娜,姜峰. 中國高新區(qū). 2018(13)
[8]美國波士頓動力公司開發(fā)的“野貓”(wildcat)四足機(jī)器人[J]. 坦克裝甲車輛. 2018(13)
[9]四足機(jī)器人坡面行走穩(wěn)定性分析[J]. 馬宗利,張培強(qiáng),呂榮基,王建明. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[10]從Big Dog到Spot Mini:波士頓動力四足機(jī)器人進(jìn)化史[J]. 劉京運(yùn). 機(jī)器人產(chǎn)業(yè). 2018(02)
博士論文
[1]疾馳仿生四足機(jī)器人動力學(xué)與疾馳機(jī)理[D]. 韋曉暉.上海交通大學(xué) 2016
[2]四足機(jī)器人仿生運(yùn)動控制理論與方法的研究[D]. 李華師.北京理工大學(xué) 2014
[3]四足機(jī)器人節(jié)律運(yùn)動及環(huán)境適應(yīng)性的生物控制研究[D]. 張秀麗.清華大學(xué) 2004
碩士論文
[1]具有柔性脊椎的四足機(jī)器人奔跑分析[D]. 呂榮基.山東大學(xué) 2019
[2]基于腿長調(diào)整的四足機(jī)器人坡面運(yùn)動和轉(zhuǎn)彎運(yùn)動分析[D]. 張培強(qiáng).山東大學(xué) 2018
[3]非結(jié)構(gòu)環(huán)境下四足機(jī)器人穩(wěn)定運(yùn)動控制技術(shù)研究[D]. 謝家興.南京航空航天大學(xué) 2018
[4]四足機(jī)器人運(yùn)動步態(tài)及CPG調(diào)節(jié)研究[D]. 徐海東.中國計量大學(xué) 2016
[5]基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的四足機(jī)器人仿真研究[D]. 張錦榮.西北工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3099209
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2?Cheetah四足機(jī)器人??
?第1章緒論???圖?1-3?MIT?Cheetah?2?圖?1-4?Mini?Cheetah?機(jī)器人??在國內(nèi),四足機(jī)器人的研究也有很多優(yōu)秀成果,包括山東大學(xué)、哈爾濱工業(yè)??大學(xué)和北京理工大學(xué),很多高校以及科研機(jī)構(gòu)的機(jī)器人己經(jīng)能實(shí)現(xiàn)全方位行走。??圖1-5所示為浙江大學(xué)以及其機(jī)器人團(tuán)隊發(fā)布的新一代四足機(jī)器人“絕影”,新??—代“絕影”在上一代的基礎(chǔ)上提升運(yùn)動性能,通過進(jìn)一步優(yōu)化算法,己具備跑??步及上下臺階的能力。“絕影”身長1米,四足站立時60厘米高,重70千克,載??重可達(dá)到20公斤,跑步速度大于每小時6公里,續(xù)航時間2小時[1|]。??i??圖1-5浙江大學(xué)的絕影機(jī)器人??中國的宇樹科技公司CEO王興興帶領(lǐng)他的團(tuán)隊幵發(fā)研制出國產(chǎn)四足機(jī)器人??“萊卡狗”,該機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了坡面行走、轉(zhuǎn)彎等動作,并且具有良好的穩(wěn)定性,??可與波士頓動力機(jī)器人媲美,但在自主視覺導(dǎo)航、驅(qū)動系統(tǒng)性能等方面還存在不??足【12]。??:?1?%?:??圖1-6宇樹科技的Laikago四足機(jī)器人??3??
?第1章緒論???圖?1-3?MIT?Cheetah?2?圖?1-4?Mini?Cheetah?機(jī)器人??在國內(nèi),四足機(jī)器人的研究也有很多優(yōu)秀成果,包括山東大學(xué)、哈爾濱工業(yè)??大學(xué)和北京理工大學(xué),很多高校以及科研機(jī)構(gòu)的機(jī)器人己經(jīng)能實(shí)現(xiàn)全方位行走。??圖1-5所示為浙江大學(xué)以及其機(jī)器人團(tuán)隊發(fā)布的新一代四足機(jī)器人“絕影”,新??—代“絕影”在上一代的基礎(chǔ)上提升運(yùn)動性能,通過進(jìn)一步優(yōu)化算法,己具備跑??步及上下臺階的能力。“絕影”身長1米,四足站立時60厘米高,重70千克,載??重可達(dá)到20公斤,跑步速度大于每小時6公里,續(xù)航時間2小時[1|]。??i??圖1-5浙江大學(xué)的絕影機(jī)器人??中國的宇樹科技公司CEO王興興帶領(lǐng)他的團(tuán)隊幵發(fā)研制出國產(chǎn)四足機(jī)器人??“萊卡狗”,該機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了坡面行走、轉(zhuǎn)彎等動作,并且具有良好的穩(wěn)定性,??可與波士頓動力機(jī)器人媲美,但在自主視覺導(dǎo)航、驅(qū)動系統(tǒng)性能等方面還存在不??足【12]。??:?1?%?:??圖1-6宇樹科技的Laikago四足機(jī)器人??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]四足機(jī)器人斜坡運(yùn)動的自適應(yīng)控制算法[J]. 常青,韓寶玲,喬志霞,李茜. 北京理工大學(xué)學(xué)報. 2019(09)
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[3]波士頓動力欲年底上市Spot機(jī)械狗![J]. 智能機(jī)器人. 2019(03)
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[6]四足機(jī)器人柔性脊柱的仿生機(jī)理與結(jié)構(gòu)研究綜述[J]. 劉寧,江沛,柏龍,林利紅,廖家文,潘吉財. 機(jī)械設(shè)計與研究. 2018(05)
[7]淺析四足仿生機(jī)器人的研究現(xiàn)狀及趨勢[J]. 姚華,孫美娜,姜峰. 中國高新區(qū). 2018(13)
[8]美國波士頓動力公司開發(fā)的“野貓”(wildcat)四足機(jī)器人[J]. 坦克裝甲車輛. 2018(13)
[9]四足機(jī)器人坡面行走穩(wěn)定性分析[J]. 馬宗利,張培強(qiáng),呂榮基,王建明. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[10]從Big Dog到Spot Mini:波士頓動力四足機(jī)器人進(jìn)化史[J]. 劉京運(yùn). 機(jī)器人產(chǎn)業(yè). 2018(02)
博士論文
[1]疾馳仿生四足機(jī)器人動力學(xué)與疾馳機(jī)理[D]. 韋曉暉.上海交通大學(xué) 2016
[2]四足機(jī)器人仿生運(yùn)動控制理論與方法的研究[D]. 李華師.北京理工大學(xué) 2014
[3]四足機(jī)器人節(jié)律運(yùn)動及環(huán)境適應(yīng)性的生物控制研究[D]. 張秀麗.清華大學(xué) 2004
碩士論文
[1]具有柔性脊椎的四足機(jī)器人奔跑分析[D]. 呂榮基.山東大學(xué) 2019
[2]基于腿長調(diào)整的四足機(jī)器人坡面運(yùn)動和轉(zhuǎn)彎運(yùn)動分析[D]. 張培強(qiáng).山東大學(xué) 2018
[3]非結(jié)構(gòu)環(huán)境下四足機(jī)器人穩(wěn)定運(yùn)動控制技術(shù)研究[D]. 謝家興.南京航空航天大學(xué) 2018
[4]四足機(jī)器人運(yùn)動步態(tài)及CPG調(diào)節(jié)研究[D]. 徐海東.中國計量大學(xué) 2016
[5]基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的四足機(jī)器人仿真研究[D]. 張錦榮.西北工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3099209
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