液壓四足機器人是典型的機電液一體化產(chǎn)品,運動過程涉及因素較多,在實現(xiàn)期望動作目標的條件下,通常希望機器人機身具有較小的動量、較低的能耗,同時,在運行過程中需考慮機器人自身的運動學(xué)約束條件、動力學(xué)約束條件和結(jié)構(gòu)參數(shù)限制因素。即,四足機器人的運行屬于多目標任務(wù)條件下的多約束問題。研究液壓四足機器人在多約束條件下的運動控制問題,探討提高液壓四足機器人整體性能的運動目標,研究多約束條件下的多目標問題的數(shù)學(xué)描述及其求解方法,不僅具有重要的理論意義,而且對提高液壓四足機器人整體性能亦具有重要的現(xiàn)實意義。針對運動學(xué)方程和動力學(xué)方程在機器人軌跡規(guī)劃和運動控制方面的重要性,建立液壓四足機器人整機運動學(xué)方程,建立機器人關(guān)節(jié)速度與足端速度間的數(shù)學(xué)映射關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,獲取機器人各連桿質(zhì)心線加速度、角速度和角加速度,并運用牛頓—歐拉法建立機器人各腿動力學(xué)方程,獲取機器人各關(guān)節(jié)扭矩、機身與腿部間的作用力和作用力矩。在此運用牛頓—歐拉法建立液壓四足機器人機身動力學(xué)方程,進而獲得四足機器人整機動力學(xué)方程�？紤]高精度關(guān)節(jié)扭矩控制在機器人運行過程中的重要性,以及電液伺服作動器力控制可能存在的問題,分析機器人關(guān)節(jié)位置控制... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

氣動四足機器人

圖1-2 BISAM四足機器人美國Boston dynamics公司在2005年首次推出了歷經(jīng)十年的研究成果BigDog四足機器人[6-9],機器人在草地、山地、沙灘、冰面等多種非結(jié)構(gòu)路面條件下均表現(xiàn)出較好的動態(tài)特性,其整體的靜動態(tài)性能隨即引起了廣泛關(guān)注。隨后,Boston dynamics公司又陸續(xù)推出了重載四足機器人LS3、快速奔跑四足機器人Wildcat[10]和小負載四足機器人Spot[11]以及電動四足機器人MiniSpot[12],部分機器人如圖1-4所示�？傮w而言,Boston dynamics四足機器人整體性能優(yōu)異,在機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)集成方面均采用了當下最先進的技術(shù),代表了四足機器人研究的最高水準。但由于該公司特殊的軍事背景,加之公司特點,其公布的技術(shù)資料多集中于專利方面,在論文方面析出的技術(shù)資料較少,外界缺乏對其機器人設(shè)計理念、控制策略和控制原理的了解。但在此影響下,眾多研究機構(gòu)開展了相應(yīng)液壓四足機器人的研究工作,如意大利IIT[13-15]、韓國工業(yè)技術(shù)研究院[16-18]、國內(nèi)的北京理工大學(xué)[19-20]、上海交通大學(xué)[21-22]、山東大學(xué)[23-25]、國防科技大學(xué)[26-27]、哈爾濱工業(yè)大學(xué)[28-29]、哈爾濱理工大學(xué)[30-31]等。各研究單位在液壓機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計[32-34]、液壓機器人關(guān)節(jié)控制[35-37]和步態(tài)規(guī)劃[38-39]、軌跡生成等方面進行了廣泛而深入的研究工作,并取得了一定的研究成果,在一定程度上推動了四足機器人技術(shù)的發(fā)展,但四足機器人整體性能較Boston dynamics四足機器人存在較大差距,各方面均有待進一步提高。

美國Boston dynamics公司在2005年首次推出了歷經(jīng)十年的研究成果BigDog四足機器人[6-9],機器人在草地、山地、沙灘、冰面等多種非結(jié)構(gòu)路面條件下均表現(xiàn)出較好的動態(tài)特性,其整體的靜動態(tài)性能隨即引起了廣泛關(guān)注。隨后,Boston dynamics公司又陸續(xù)推出了重載四足機器人LS3、快速奔跑四足機器人Wildcat[10]和小負載四足機器人Spot[11]以及電動四足機器人MiniSpot[12],部分機器人如圖1-4所示�？傮w而言,Boston dynamics四足機器人整體性能優(yōu)異,在機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)集成方面均采用了當下最先進的技術(shù),代表了四足機器人研究的最高水準。但由于該公司特殊的軍事背景,加之公司特點,其公布的技術(shù)資料多集中于專利方面,在論文方面析出的技術(shù)資料較少,外界缺乏對其機器人設(shè)計理念、控制策略和控制原理的了解。但在此影響下,眾多研究機構(gòu)開展了相應(yīng)液壓四足機器人的研究工作,如意大利IIT[13-15]、韓國工業(yè)技術(shù)研究院[16-18]、國內(nèi)的北京理工大學(xué)[19-20]、上海交通大學(xué)[21-22]、山東大學(xué)[23-25]、國防科技大學(xué)[26-27]、哈爾濱工業(yè)大學(xué)[28-29]、哈爾濱理工大學(xué)[30-31]等。各研究單位在液壓機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計[32-34]、液壓機器人關(guān)節(jié)控制[35-37]和步態(tài)規(guī)劃[38-39]、軌跡生成等方面進行了廣泛而深入的研究工作,并取得了一定的研究成果,在一定程度上推動了四足機器人技術(shù)的發(fā)展,但四足機器人整體性能較Boston dynamics四足機器人存在較大差距,各方面均有待進一步提高。圖1-5意大利IIT四足機器人


本文編號：3539317