当前位置:主页 > 科技论文 > 自动化论文 >

液压四足机器人力平衡控制研究

发布时间:2020-05-26 08:33
【摘要】:液压四足机器人在运行过程中应保证机器人始终处于平衡状态,以避免机器人出现倾覆状态。由于机器人各关节采用电液伺服作动器进行驱动,通过作动器实现机器人关节转角和关节扭矩控制。因此,为保证机器人的运行稳定性,作动器位置控制和驱动力控制应具有一定的伺服精度,以实现对指令信号的高精度复现。同时,如何生成机器人平衡所需的关节指令,是足式机器人研究的重点和难点。本论文的研究内容如下:针对液压四足机器人的构成要素和结构特点,依据仿生学原理,确定机器人各主要关节结构尺寸和关节转角范围。在此基础上,应用动力学仿真软件进行机器人动力学分析,获取机器人各关节负载轨迹。依据机器人关节轨迹和作动器负载轨迹间的数学关系,进行作动器负载匹配,最终确定电液伺服作动器的结构尺寸(活塞、活塞杆以及行程)、电液伺服阀流量、压力等参数。考虑机器人关节驱动力控制特点,分析电液伺服作动器驱动力模型特点,提出基于动力学模型的关节驱动力控制策略。通过速度补偿器和流量补偿器进行负载补偿,采用PID控制器进行作动器内环驱动力控制。通过动力学模型生成驱动力指令,采用位置外环和速度外环进行力偏差信号补偿,获取电液伺服作动器最优驱动力控制。建立机器人单腿运动学和摆动相动力学方程。通过运动学生成关节转角指令,动过动力学获取摆动相各关节驱动力扭矩。建立机器人整机运动学方程,获取机器人机身姿态与机器人各腿间的运动学关系。在此基础上,建立机器人支撑相单腿动力学方程,获取机器人单腿与机器人机身约束力方程,进一步建立机器人整机动力学方程。为机器人平衡控制提供理论依据。应用实验室液压四足机器人HD进行实验研究,分别进行机器人单腿运动学、摆动相单腿动力学、支撑相驱动力内环位置外环力控制、支撑相驱动力内环速度外环力控制、机器人四腿平衡控制、三腿平衡控制和双腿平衡控制等相应实验。实验结果验证了所提控制策略的有效性。
【图文】:

足式,机器人


MIT足式机器人Fig.1-1MITlegrobot

四足机器人


图 1-2 BISAM 四足机器人Fig.1-2 BISAM quadruped robot图 1-3 KOLT 四足机器人Fig.1-3 KOLT quadruped robot2004 年,波士顿动力公司推出了图 1-4 所示电机驱动的四足机器人LittleDog,LittleDog 主要用于足式机器人算法研究,,其体积和重量较小,但其上却集成了传统机器人所具有的关节传感器、姿态传感器以及相应的通
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TP242

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王涛;;基于视触融合的机器人操作[J];人工智能;2018年03期

2 林荣霞;;关节驱动机器人的饱和反馈力学控制方法研究[J];智能计算机与应用;2019年02期

3 董航;杜广胜;刘冬;丛明;;基于遗传算法的码垛机器人关节路径规划[J];组合机床与自动化加工技术;2017年05期

4 ;多技术融合的机器人时代,背后都蕴含着哪些技术?[J];单片机与嵌入式系统应用;2017年11期

5 黄顺舟;王力;祁佩;张崇印;;低温贮箱隔热层打磨机器人的动力学仿真分析[J];环球市场信息导报;2016年37期

6 王光建,梁锡昌,蒋建东;机器人关节的发展现状与趋势[J];机械传动;2004年04期

7 黄宇中;胡宇方;;机器人重复定位精度分析[J];上海交通大学学报;1987年04期

8 陈彦;樊诚;;机器人用伺服和控制电机[J];微电机;1987年04期

9 陈滨;机器人通过奇点的运动学逆问题的数值解法[J];力学学报;1988年04期

10 金广业;机器人位移和速度反馈的一种方法[J];机器人;1988年04期

相关会议论文 前10条

1 李亚;林仲豪;;供给侧改革背景下的广东机器人产业发展路径研究[A];市场经济与供给侧结构性改革——2016年岭南经济论坛论文集[C];2016年

2 荆阳;庞思勤;周兰英;;月球探测机器人关节固体润滑关键技术的新进展[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

3 周友行;邹湘伏;何清华;;多臂机器人关节间的碰撞检测研究[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年

4 杨明;苏学成;李贻斌;樊炳辉;逢振旭;;一种机器人关节控制系统研究[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年

5 王瑞茂;余跃庆;;柔性机器人协调操作终点定位规划[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年

6 张绪平;余跃庆;;空间机器人关节柔性与杆柔性的耦合特性[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年

7 李文钧;;机器人在发动机缸体打磨领域的应用[A];第十三届全国铸造年会暨2016中国铸造活动周论文集[C];2016年

8 周丽霞;崔明光;李利清;王磊;;冲压线搬运机器人避障策略及仿真[A];2015年工业设计与协同创新学术会议暨第20届全国工业设计学术年会论文集[C];2015年

9 郭益深;陈力;;漂浮基双臂空间机器人关节轨迹跟踪的拟增广自适应控制[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年

10 李利清;杜丽峰;王磊;赵娜;;自动化冲压生产线节拍优化系统[A];2015年工业设计与协同创新学术会议暨第20届全国工业设计学术年会论文集[C];2015年

相关重要报纸文章 前10条

1 巴黎高科评论 冯素雯 译;更好或更坏的“外科医生”?[N];经济观察报;2014年

2 本报记者 庞文渊;给机器人装上宝鸡心[N];宝鸡日报;2017年

3 本报记者 孙海涛;秦川集团:机器人关节减速器获200家企业订单[N];宝鸡日报;2018年

4 中国经济导报记者 王晓涛;国产机器人这一脚不能踩空[N];中国经济导报;2018年

5 本报记者 庞文渊;如何让更多机器人用上宝鸡智造?[N];宝鸡日报;2018年

6 赵风;世界机器人汇聚宝鸡 打造宝鸡智能制造的新高度[N];宝鸡日报;2018年

7 记者 李兴彩;多部委打出政策组合拳 机器人产业有望步入良性发展[N];上海证券报;2016年

8 记者 李丽云 实习生 杜寒三;我自主“机器人关节”投产 有望大幅降低整机成本[N];科技日报;2017年

9 本报记者 孟民;宝鸡打造机器人关键零部件基地[N];宝鸡日报;2017年

10 记者 戴纯青 通讯员 柴天明 施慧;海宁吹响创业创新集结号[N];嘉兴日报;2017年

相关博士学位论文 前10条

1 邵璇;液压四足机器人力平衡控制研究[D];哈尔滨理工大学;2019年

2 严华;运动自适应上肢康复训练外骨骼机器人系统设计方法和应用试验研究[D];浙江大学;2014年

3 刘智光;人机协作中机器人力感知与柔顺控制方法研究[D];河北工业大学;2017年

4 项超群;面向软体机器人的McKibben肌肉关键技术及应用研究[D];东北大学;2017年

5 牛建业;基于串并混联机构的四轮足步行机器人研究[D];燕山大学;2018年

6 张立银;不确定机器人的滑模轨迹跟踪控制[D];西安电子科技大学;2018年

7 潘立;面向装配作业的机器人柔顺控制方法研究[D];浙江工业大学;2018年

8 刘斌;四足机器人落地过程中缓冲策略的研究[D];山东大学;2017年

9 李红岩;煤矿蛇形搜寻机器人路径规划策略研究[D];西安科技大学;2018年

10 郭云龙;搜救侦测机器人关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘俊凯;弹复性机器人原型设计及其自主对接技术研究[D];华东理工大学;2019年

2 王玉琦;空间双臂机器人捕获自旋目标的协调操作柔顺控制研究[D];北京邮电大学;2019年

3 穆卫谊;七自由度机器人的方案设计及运动学力学分析[D];西安理工大学;2014年

4 杨志伟;基于体感相机的YuMi机器人人机协作研究[D];西安理工大学;2019年

5 公成龙;不确定性机器人的组合非线性反馈控制[D];南昌航空大学;2019年

6 李e

本文编号:2681566


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2681566.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户7fd56***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com