带有自锁式关节的农业六足机器人能耗优化模型及验证

发布时间：2017-11-01 16:05

  本文关键词：带有自锁式关节的农业六足机器人能耗优化模型及验证

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【摘要】：六足机器人具有成为丘陵山区未来重要农业装备的潜力,但高能耗是其实际应用的技术瓶颈。普通机器人关节无自锁特性导致其在静立时也需耗能以克服重力,而如果让关节自锁以保证静立时不耗能,则运动能耗又将大幅提高。为此,该文以机器人在运动及静立过程中的综合能耗最少为目标,给出带部分自锁式关节的六足机器人设计方案,提出其能耗优化模型:引入经试验验证的关节正反向驱动力矩传递效率差异来修正现有模型缺陷,基于地面力学修正现有约束条件,针对自锁式关节不同配置给出对应的目标函数。以模型给出的能耗极小值为评定依据,对自锁式关节进行优化配置。试验及仿真结果表明:所提出的能耗优化模型比现有模型更准确,能进一步降低运动能耗40%以上;对特定构型的六足机器人,不使用自锁式关节时静立功耗超过38 W,所有关节均可自锁时运动能耗比前者高3倍以上;在应用该文优化模型和最优关节配置方案后,既可保证静立能耗为0,又可保证运动能耗与不使用自锁式关节时基本相当:完成30°下坡、平路、30°上坡行走时,运动能耗仅分别高出14.2%、16.3%、45.5%。该文提出的能耗优化模型可为带有自锁式关节的农业六足机器人设计和能耗优化提供理论支持。
【作者单位】： 西南大学工程技术学院;
【关键词】： 机器人 优化 模型 能耗优化模型 自锁式关节 丘陵山区 农业装备
【基金】：重庆市应用技术研究开发项目(重点项目)(CSTC2013YYKFB70002);重庆市应用技术研究开发项目(CSTC2013YYKFA0123) 教育部中央高校基本科研业务费项目(XDJK2014C030)
【分类号】：TP242
【正文快照】： 张春,杨明金,陈建,蒋猛,马永昌,冀杰.带有自锁式关节的农业六足机器人能耗优化模型及验证[J].农业工程学报,2016,32(18):73-83.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.18.010 http://www.tcsae.orgZhang Chun,Yang Mingjin,Chen Jian,Jiang Meng,Ma Yongchang,Ji Jie.Energy con

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 ZHUANG HongChao;GAO HaiBo;DENG ZongQuan;DING Liang;LIU Zhen;;A review of heavy-duty legged robots[J];Science China(Technological Sciences);2014年02期

2 徐坤;丁希仑;李可佳;;圆周对称分布六腿机器人三种典型行走步态步长及稳定性分析[J];机器人;2012年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈诚;具有半球形足端的六足机器人步态生成和能耗优化研究[D];浙江大学;2012年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 张春;杨明金;陈建;蒋猛;马永昌;冀杰;;带有自锁式关节的农业六足机器人能耗优化模型及验证[J];农业工程学报;2016年18期

2 李满宏;张明路;张建华;张小俊;;六足机器人关键技术综述[J];机械设计;2015年10期

3 王洪斌;李程;王跃灵;刘鹏飞;;基于Arduino和蓝牙技术的六足机器人控制系统设计[J];黑龙江大学自然科学学报;2015年04期

4 DING Liang;GAO HaiBo;DENG ZongQuan;LI YuanKai;LIU GuangJun;YANG HuaiGuang;YU HaiTao;;Three-layer intelligence of planetary exploration wheeled mobile robots:Robint,virtint,and humint[J];Science China(Technological Sciences);2015年08期

5 张楠;姜树海;;消防机器人研究进展及其在森林消防中应用前景[J];世界林业研究;2015年02期

6 徐坤;郑羿;丁希仑;;六轮腿式机器人结构设计与运动模式分析[J];北京航空航天大学学报;2016年01期

7 胡重阳;梅涛;刘彦伟;吴fE;张勇杰;孙少明;;仿生六足机器人机构设计及控制方法研究[J];机械科学与技术;2014年11期

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 荣誉;基于并联机械腿的六足机器人分析与设计[D];燕山大学;2015年

2 庄红超;电驱动大负重比六足机器人结构设计及其移动特性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

3 赵利军;面向六足步行机器人的行进区域障碍物视觉检测及应对规划研究[D];浙江大学;2014年

4 盛沙;小型四足平台的机构设计与行走控制研究[D];北京理工大学;2014年

5 朱雅光;基于阻抗控制的多足步行机器人腿部柔顺控制研究[D];浙江大学;2014年

6 陈刚;六足步行机器人位姿控制及步态规划研究[D];浙江大学;2014年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 ZHUANG Hongchao;GAO Haibo;DING Liang;LIU Zhen;DENG Zongquan;;Method for Analyzing Articulated Torques of Heavy-duty Six-legged Robot[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2013年04期

2 高海波;庄红超;李志刚;邓宗全;丁亮;刘振;;Optimization and experimental research on a new-type short cylindrical cup-shaped harmonic reducer[J];Journal of Central South University;2012年07期

3 丁希仑;王志英;Alberto ROVETTA;;六边形对称分布六腿机器人的典型步态及其运动性能分析[J];机器人;2010年06期

4 张建斌;宋荣贵;陈伟海;张广萍;;基于运动灵活性的蟑螂机器人机构参数优化[J];北京航空航天大学学报;2010年05期

5 韩宝玲;王秋丽;罗庆生;;六足仿生步行机器人足端工作空间和灵活度研究[J];机械设计与研究;2006年04期

6 ;NOVEL FORMULATION OF STATIC STABILITY FOR A WALKING QUADRUPED ROBOT[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2003年02期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 王新杰;多足步行机器人运动及力规划研究[D];华中科技大学;2005年

2 张秀丽;四足机器人节律运动及环境适应性的生物控制研究[D];清华大学;2004年

3 袁鹏;仿生机器蟹步行机理分析及控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2003年

4 王立权;两栖仿生机器蟹模型建立与步行足协调控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 黄天注;;滑板式取包机[J];中国邮政;1977年06期

2 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 何辉;朱继华;嵇康东;杨文军;;自锁式马鞍形金属屋面施工技术[A];大型复杂钢结构建筑工程施工新技术与应用论文集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 设计者：叶丹 稿件提供/学生科技网;自锁式防风衣架[N];北京科技报;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 魏赞洋;摩擦自锁式预制桥墩连接可行性研究[D];北京工业大学;2015年

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本文编号：1127511