步行机器人弹性驱动器动力学及驱动特性研究
[Abstract]:This subject comes from the National Natural Science Foundation of China. The development of robot leg driving device lags far behind the special development requirement of unknown complex environment of robot work in the world today. This paper designs a highly adaptable to unknown environment. The elastic actuators needed by robots and prostheses with reliable performance and flexible motion ability are the targets. The mechanical bulk structure, dynamic model and simulation of the elastic actuators are studied. In this paper, according to the characteristics of animal leg muscles and the principle of traditional undamped elastic actuators, a model of damped cylindrical elastic actuator is proposed, and an elastic actuator which is closer to muscle performance is designed from the point of view of bionics. The dynamic models of undamped and damped elastic actuators are established, and the dynamics of these two mechanical structures are analyzed. The driving stiffness and compression speed can be adjusted passively according to the load force, and the characteristics of animal muscle motion can be better simulated. According to the structural characteristics of traditional undamped elastic actuator, a structure of damped cylindrical elastic actuator is designed. According to the requirements of the robot leg index, the total stiffness of the spring needed for the elastic actuator is calculated to be 25 N / mm, and the principle of selecting the components of the elastic actuator with damping is introduced. The finite element structural strength analysis of the key parts of two kinds of elastic actuator is carried out, and the hardware control circuit of the elastic driver is designed. The driving characteristics of elastic driver are analyzed by dSPACE. Firstly, the damping coefficient of the elastic actuator is about 0.1Ns / mm. Secondly, through different bandwidth simulation and experiment, the damping coefficient is obtained between 0-0.2Ns/mm, The damping coefficient measurement experiment not only gets the damping coefficient of the driver itself, but also verifies the different bandwidth following characteristics and the feasibility of the experimental method. This provides a basis for the further study on the selection of damping coefficient of elastic actuator and damping elastic actuator. Finally, through the displacement following experiment under different loads, the actual displacement output of the elastic actuator under different loads is obtained, and the reliability of the elastic actuator is verified according to the quality index of the robot leg mechanism. Based on the dynamic analysis and the study of the driving characteristics of two kinds of elastic actuators, it is concluded that the damping elastic actuator is closer to the muscle characteristics and can better solve the problem of the impact force of the foot during the walking process of the robot. The influence of the impact force on the foot is reduced, and the influence of damping coefficient on the driving characteristics and its selection range are obtained by experiments.
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP242;TH113
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;机器人专利技术(连载) 日本机器人专利文献[J];机器人技术与应用;2011年02期
2 ;Diodes 40V闸极驱动器减少IGBT开关损耗[J];电子设计工程;2011年15期
3 ;奥地利微电子推出第三代LED驱动器[J];电子与电脑;2011年08期
4 ;Diodes推出40V闸极驱动器减少IGBT开关损耗[J];电子与电脑;2011年08期
5 ;德州仪器推出低噪声16通道恒流LED驱动器 LED驱动器大幅提高低价格PCB的显示数据完整性[J];电子技术应用;2011年03期
6 ;Allegro推出新款汽车级三相MOSFET预驱动器IC[J];电子与电脑;2011年09期
7 ;提高CD-ROM速度[J];实用电子文摘;1997年10期
8 ;麦瑞半导体发布新款高电流密度和高精度线性WLED驱动器[J];电子与电脑;2011年07期
9 ;爱特梅尔推出高效率多通道LED驱动器产品[J];电子与电脑;2011年07期
10 ;Allegro推出新型汽车信息娱乐系统LED驱动器IC[J];电子与电脑;2011年08期
相关会议论文 前10条
1 何永洪;周密;袁金颖;石高全;;聚吡咯/金纳米粒子双层膜的合成及性质研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
2 张震;刘立武;刘彦菊;冷劲松;;介电弹性体卷形驱动器的设计制造及性能测试[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
3 ;新型汽车发动机电控系统[A];电子信息节能技术与产品推广应用专集[C];2009年
4 华子兴;余国光;梁连兵;;压缩驱动器的功率试验[A];2005年声频工程学术交流会论文集[C];2005年
5 刘立武;张震;刘彦菊;冷劲松;;介电弹性体薄膜驱动器的驱动性能研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
6 陈新宇;;GaAs MESFET电压驱动器[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年
7 车荣合;王晓骞;李渊林;;电机智能变频驱动器[A];中国航海学会航标专业委员会沿海、内河航标学组联合年会学术交流论文集[C];2003年
8 黄哲;孙伟;晏鹏飞;王东文;;全数字交流永磁伺服电机驱动器在电动汽车上的应用[A];中国计量协会冶金分会2007年会论文集[C];2007年
9 张黎;;高压大功率IGBT驱动模块技术特点分析[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
10 王虹;;HIS—医院管理的驱动器[A];2004年中华医院管理学会学术年会论文集[C];2004年
相关重要报纸文章 前10条
1 四川 冯小民;快速访问驱动器妙法二则[N];电脑报;2003年
2 王兰富;随心所欲保护你的驱动器[N];电脑报;2003年
3 梅新;美津浓公司开发步行机器人专用鞋[N];中国贸易报;2004年
4 国文成、韩文智;改变驱动器的盘符[N];中国电脑教育报;2004年
5 ;东芝提出新型DVD—RAM驱动器[N];科技日报;2000年
6 梦春;捷特科发布新型驱动器满足新一代LED需求[N];电子资讯时报;2008年
7 安徽 smartdrv;Win 2000不能检测Zip驱动器的故障[N];电脑报;2003年
8 ;腾保SuperLoader 5120L采用SDLT320驱动器[N];计算机世界;2002年
9 康梁;世界首块15000转驱动器问世[N];中华工商时报;2000年
10 ;明基DVP 1650P驱动器[N];中国计算机报;2003年
相关博士学位论文 前10条
1 倪修华;双足被动步行机器人性能分析及一种动力输入方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 倪修华;双足被动步行机器人性能分析及一种动力输入方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 潘成亮;螺旋电极式压电驱动器及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 徐爱群;超磁致伸缩采油换能器工作机理及应用基础研究[D];浙江大学;2007年
5 王宏;用于仿生推进的SMA驱动器研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
6 孙发明;超磁仿生机器鱼力学机理及数值模拟[D];大连理工大学;2009年
7 陈兵芽;石蜡热力学特性及其无缆驱动器研究[D];南昌大学;2008年
8 张利祥;金属注射成形多孔NiTi形状记忆合金及其传热驱动的研究[D];上海交通大学;2008年
9 刘爽;锆钛酸铅(PZT)陶瓷材料相关技术与应用研究[D];中国科学技术大学;2009年
10 杜娟;高精度电子组装设备中智能材料驱动器的建模与控制研究[D];华南理工大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 战卫侠;形状记忆合金驱动六足步行机器人的研究[D];辽宁工程技术大学;2000年
2 王涛;基于球面机构的太阳跟踪装置控制系统的研究[D];河北工业大学;2005年
3 王丽花;大功率恒流驱动器设计与实验研究[D];吉林大学;2008年
4 王雁平;针织机用永磁同步电机驱动器的设计[D];西安科技大学;2005年
5 何永洪;金纳米粒子/聚吡咯微结构复合材料的合成和性能研究[D];清华大学;2006年
6 缪国;新型三自由度惯性压电驱动器研究[D];吉林大学;2008年
7 聂显鹏;基于FPGA的超磁致伸缩驱动器的研究[D];吉林大学;2008年
8 陈万连;油田井下无刷直流电动机驱动系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 曹赢;一种准被动步行机器人的步行控制研究[D];武汉科技大学;2010年
10 尹婧;林间步行机器人的运动特性与动态仿真[D];东北林业大学;2010年
,本文编号:2357956
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/2357956.html