六足机器人的外力辨识与应用

发布时间：2020-12-15 01:21

　　作为机器人领域的重要分支,步行机器人的足尖与地面接触位置不连续,因而对不规则地面具有较强的适应能力。其中,六足步行机器人的静态稳定性较好,结合承载能力较强的并联机构,则能得到重载六足步行机器人。这类步行机器人适用于需要在不平整地面运送大载荷的任务。大多数情况下,采用适应性步态的机器人需要辨识外力从而检测与环境的接触情况。常用的方法是在机器人的足尖安装力传感器。然而力传感器价格高昂,且容易损坏,因此产生了对力传感器替代方案的需求。本文针对使用并联机构腿的重载六足机器人,提出了分布式力辨识方法。进行了六足机器人位姿辨识,惯性力辨识,惯性参数标定,外力辨识,以及适应性步态设计与实验等工作。本文的主要工作内容如下:(1)针对重载六足机器人采用的空间并联腿机构,使用螺旋和指数映射建立了位姿辨识模型,惯性力辨识模型。建立了位置,速度,加速度,以及静力学模型,得到指定输入下,腿部机构主要零件的位置,速度,加速度。分析了机构运动惯性力以及外力对机构驱动力的影响。建立了机器人虚拟样机,验证了理论模型的有效性。(2)基于本文建立的机构数学模型提出了六足机器人足端力传感器的替代方案,使用电机电流和驱动关节的... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：151 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 概述
    1.2 多足步行机器人力觉研究现状
    1.3 机器人力传感器替代方案研究
    1.4 机器人惯性参数辨识的模型与方法
    1.5 反射行为与机器人控制
    1.6 本文研究内容
第二章 六足机器人系统及位姿辨识
    2.1 概述
    2.2 六足机器人系统组成
    2.3 六足机器人腿部机构位姿辨识及输入输出模型
    2.4 六足机器人腿部机构数学模型的仿真验证
    2.5 本章小结
第三章 六足机器人腿部动力学模型与惯性力辨识
    3.1 概述
    3.2 六足机器人动力学模型
    3.3 六足机器人关节位置与构件位置研究
    3.4 六足机器人关节速度与构件速度研究
    3.5 六足机器人关节加速度与构件加速度研究
    3.6 六足机器人腿部机构的惯性力辨识
    3.7 本章小结
第四章 六足机器人腿部惯性参数标定与外力辨识
    4.1 概述
    4.2 六足机器人腿机构的惯性参数标定模型
    4.3 六足机器人腿部机构的惯性参数标定
    4.4 六足机器人静态足端外力辨识性能
    4.5 六足机器人动态足端外力辨识性能
    4.6 机器人机身外力辨识
    4.7 本章小结
第五章 六足步行机器人仿生行走研究
    5.1 概述
    5.2 机器人仿生行走策略合理性研究
    5.3 六足机器人仿生行走行为归纳
    5.4 六足机器人仿生行走步态模式设计
    5.5 分布式力辨识六足机器人仿生力觉行走实验
    5.6 本章小结
第六章 全文总结
    6.1 研究内容总结
    6.2 论文创新点
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
攻读学位期间参与的项目



本文编号：2917372