輪腿復(fù)合機(jī)器人結(jié)合了輪式機(jī)器人在平坦地面上運(yùn)動(dòng)的高能效特點(diǎn)和腿式機(jī)器人在粗糙地形上運(yùn)動(dòng)的的高機(jī)動(dòng)性特點(diǎn),在偵察探測(cè)、安全巡檢和災(zāi)后搜救等任務(wù)中有巨大的應(yīng)用前景。但是現(xiàn)有的輪腿復(fù)合機(jī)器人由于機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制方法方面的不足,還不能充分發(fā)揮輪式運(yùn)動(dòng)和腿式運(yùn)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。本文針對(duì)輪腿復(fù)合機(jī)器人,以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、腿式運(yùn)動(dòng)步態(tài)規(guī)劃以及粗糙可變地形腿式運(yùn)動(dòng)控制為重點(diǎn)展開一系列研究。因?yàn)檩喪竭\(yùn)動(dòng)控制技術(shù)現(xiàn)在比較成熟,所以本文關(guān)于提出的輪腿復(fù)合機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制研究主要針對(duì)腿式運(yùn)動(dòng)。首先,介紹了一種新型的脊柱型輪腿復(fù)合機(jī)器人Transleg的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。Transleg采用繩索作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu),簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu),減輕了重量。擁有四個(gè)可變形輪腿機(jī)構(gòu),每個(gè)輪腿機(jī)構(gòu)在腿模式和輪式模式下都有兩個(gè)主動(dòng)自由度,在輪式模式下有一個(gè)主動(dòng)自由度。將驅(qū)動(dòng)各輪腿機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器安裝在機(jī)體上,以盡量減輕輪腿機(jī)構(gòu)的重量,有助于提高腿式運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。受四足哺乳動(dòng)物的啟發(fā),一個(gè)柔順的脊柱機(jī)構(gòu)被引入到Transleg的設(shè)計(jì)中。脊柱機(jī)構(gòu)也由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng),可以在偏航和俯仰方向上彎曲。詳細(xì)介紹了腿輪機(jī)構(gòu)和脊柱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。為了驗(yàn)證Transleg設(shè)計(jì)的可行...

【文章頁(yè)數(shù)】：133 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1美國(guó)波士頓動(dòng)力公司研制的Handle

現(xiàn)有的大部分輪腿組合式機(jī)器人將輪機(jī)構(gòu)安裝在腿的末端,由于腿部的自由度可以調(diào)節(jié)輪和機(jī)體的相對(duì)位置,所以采用這種結(jié)構(gòu)可以增加輪式運(yùn)動(dòng)的靈活性和地形適應(yīng)能力。美國(guó)波士頓動(dòng)力公司研制的Handle[37-38]機(jī)器人是這類機(jī)器人中最廣為人知,也是性能最好的機(jī)器人。Handle機(jī)器人現(xiàn)有的....

圖1-2瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院研制的Ascento

美國(guó)波士頓動(dòng)力公司研制的Handle[37-38]機(jī)器人是這類機(jī)器人中最廣為人知,也是性能最好的機(jī)器人。Handle機(jī)器人現(xiàn)有的兩代樣機(jī)如圖1-1所示,左和右分別為第一代和第二代樣機(jī)。兩代樣機(jī)采用相同的輪腿機(jī)構(gòu),均是將主動(dòng)輪安裝在具有兩個(gè)俯仰自由度的腿的末端。第一代樣機(jī)利用了類人....

圖1-3德國(guó)波恩大學(xué)研制的Momaro

瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的自主系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室研制的雙輪腿機(jī)器人Ascento[40]如圖1-2所示,采用了和Handle類似的結(jié)構(gòu),只是為了滿足室內(nèi)環(huán)境應(yīng)用尺寸小了很多,且沒有用于抓取物體的機(jī)械臂。Ascento的輪腿機(jī)構(gòu)采用三桿腿結(jié)構(gòu),由一個(gè)位于髖關(guān)節(jié)處的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。腿部連桿優(yōu)化后,使....

圖1-4意大利理工學(xué)院研制的Centauro

德國(guó)波恩大學(xué)的自治智能系統(tǒng)課題組研制的類人馬四輪腿復(fù)合機(jī)器人Momaro[41]如圖1-3所示,參加了美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局舉辦的機(jī)器人挑戰(zhàn)賽(DARPARoboticsChallenge,DRC),以最少的時(shí)間完成了除粗糙地形外的七個(gè)任務(wù),獲得了第四名的成績(jī)。Momaro的....

本文編號(hào)：4027300