农业足式移动平台运动姿态平稳性控制方法及试验研究
发布时间：2021-07-20 06:02
论文选题源于国家科技支撑计划项目（项目编号:2013BAH57F01）。旨在对农业足式移动平台的运动平稳性控制方法进行研究,使之能够在山地、林地、丘陵等坡面田间完成独立运输行走作业的任务,为农业足式移动平台的功能化与实用化提供理论基础。中国是一个相对耕地面积较少的国家,对于一些如山地、林地及丘陵等不适合采用轮式农业机械作业的农田,往往还采用传统的手工耕作方式进行田间劳作,降低了作业效率。因此,研究足式移动平台对合理有效的开发与利用农业用地是十分必要的。但是,当农业足式移动平台在复杂的田间地形进行作业行走时,由于路面的环境刚度及机身姿态的不断变化,故影响其作业性能。因此,本文所研究的农业足式移动平台运动姿态平稳性控制方法是以四足机器人为研究基础,为解决农业足式移动平台在田间不平路面及坡面行走时存在机身姿态稳定性差,同时减小农业足式移动平台在行走过程中的振动情况,保证农业足式移动平台足端力跟踪控制稳定性,提高农业足式移动平台腿部的主动柔顺性,进而实现其运动姿态平稳性。文章主要从运动学分析与足端轨迹规划、立体坡面姿态与步态规划、液压伺服系统力跟踪控制及样机试验分析等方面对农业足式移动平台的运...
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
早期的步行机器人
(a) KUMO-I (b) TITIAN III (c) TITAN VIII图 1-2 日本步行机器人Fig. 1-2Japanese walking robot在“KUMO-I”之后，广濑茂男和他的团队又研制了“TITAN”系列四足机器人。“TITAN-III是该系列的第一代机器人，如图 1-2b 所示。它的腿长约 1.2 米，重量仅为 80 公斤，并具有更大的运动范围。“TITAN-III”的足底带有传感器，在其行走时可以测量足端与地面间的接触参数[17]。继“TITAN-III”后，广濑茂男和他的科研团队又对“TITAN”系列机器人进行了优化改造，并已成功研制“TITAN-VIII”和“TITAN-IX”系列[18-20]。如图 1-2c 所示“，TITAN-VIII的机身装有姿态传感器与步态控制器，可以根据姿态传感器采集的信息对四足机器人的姿态
(a)2005 BigDog (b)2006 BigDog (c)2008 BigDog图 1-3 BigDog 系列四足机器人Fig. 1-3 Quadruped robot of BigDog series在 2010 年以后，Boston Dynamics 公司又相继发布野猫、猎豹（如图 1-4、1-5）等系列的四足机器人[26-27]。从以上的几代四足机器人可以看出，Boston Dynamics 公司推出的四足机器人具有三个突出的特点：1）具有运动速度快和运动平稳的特点，可完成复杂的行走动作；2）对极端的地面环境有着很强的适应性，即使是在山坡、碎石、冰面等地形运动，依然能够表现出良好的运动性能，并且可以完成跨越障碍和攀爬斜坡等特殊动作；3）能承受较大的负载质量，而且它的运动能力不受负载影响[28-29]。图 1-4 野猫机器人 图 1-5 猎豹机器人
【参考文献】：
期刊论文
[1]立体坡面农业四足移动平台姿态控制策略与试验[J]. 苏文海,李冰,袁立鹏,张辉,谭贺文,息晓琳. 农业工程学报. 2018(04)
[2]基于复合粒子群自适应液压伺服系统力跟踪控制与试验[J]. 苏文海,李冰,闫聪杰,朱光强,袁立鹏,息晓琳,何景峰. 东北农业大学学报. 2018(01)
[3]基于改进粒子群优化算法的PID控制器参数优化[J]. 姜长泓,张永恒,王盛慧. 应用科学学报. 2017(05)
[4]仿生四足机器人自适应粒子群优化控制[J]. 李冰,苏文海,息晓琳,靳亚东. 农机化研究. 2018(05)
[5]基于莱维飞行的改进粒子群算法[J]. 李荣雨,王颖. 系统仿真学报. 2017(08)
[6]立体苗盘管理机器人的机械臂参数优化与试验[J]. 权龙哲,彭涛,沈柳杨,安思宇,季忠良,孙涛. 农业工程学报. 2017(07)
[7]四足机器人启动步态设计及稳定性分析[J]. 韩晓建,商李隐,杨涌. 机械科学与技术. 2016(08)
[8]四足机器人坡面运动时的姿态调整技术[J]. 韩宝玲,贾燕,李华师,罗庆生,周晨阳. 北京理工大学学报. 2016(03)
[9]莱维飞行与粒子群的混合搜索算法[J]. 牛海帆,宋卫平,宁爱平. 太原科技大学学报. 2016(01)
[10]基于模糊自适应阻抗控制的机器人接触力跟踪[J]. 刘智光,于菲,张靓,李铁军,安占法. 工程设计学报. 2015(06)
博士论文
[1]复杂地形环境中四足机器人行走方法研究[D]. 张帅帅.山东大学 2016
[2]基于并联机械腿的六足机器人分析与设计[D]. 荣誉.燕山大学 2015
[3]基于SLIP模型的四足机器人对角小跑步态控制研究[D]. 蒋振宇.哈尔滨工业大学 2014
[4]四足机器人仿生运动控制理论与方法的研究[D]. 李华师.北京理工大学 2014
[5]液压四足机器人驱动控制与步态规划研究[D]. 王立鹏.北京理工大学 2014
[6]小型四足平台的机构设计与行走控制研究[D]. 盛沙.北京理工大学 2014
[7]基于阻抗控制的多足步行机器人腿部柔顺控制研究[D]. 朱雅光.浙江大学 2014
[8]SCalf液压驱动四足机器人的机构设计与运动分析[D]. 荣学文.山东大学 2013
[9]四足机器人稳定行走规划及控制技术研究[D]. 王鹏飞.哈尔滨工业大学 2007
[10]四足机器人节律运动及环境适应性的生物控制研究[D]. 张秀丽.清华大学 2004
硕士论文
[1]高速跳跃四足机器人变刚度阻抗控制方法研究[D]. 王克楠.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于ADAMS的四足机器人虚拟样机仿真及刚柔耦合分析[D]. 张志宇.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于阻抗控制的四足仿生机器人稳定步态理论及实验研究[D]. 丁庆鹏.哈尔滨工业大学 2016
[4]GPS组合模糊控制除草机器人导航系统研究[D]. 丁巍.昆明理工大学 2015
[5]四足除草机器人的静态步行及稳定性研究[D]. 张皓然.昆明理工大学 2015
[6]基于ADAMS和MATLAB的四足机器人联合仿真[D]. 赵彦.山东大学 2014
[7]基于力传感器的四足机器人多步态规划及初步维稳控制[D]. 刘蕊.南京航空航天大学 2014
[8]基于力传感器的工业机器人主动柔顺装配系统研究[D]. 林君健.华南理工大学 2013
[9]基于力与位置柔顺控制的四足机器人运动控制[D]. 杨屹巍.南京航空航天大学 2012
[10]四足机器人动态稳定性分析及运动控制研究[D]. 付博.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3292281
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
早期的步行机器人
(a) KUMO-I (b) TITIAN III (c) TITAN VIII图 1-2 日本步行机器人Fig. 1-2Japanese walking robot在“KUMO-I”之后，广濑茂男和他的团队又研制了“TITAN”系列四足机器人。“TITAN-III是该系列的第一代机器人，如图 1-2b 所示。它的腿长约 1.2 米，重量仅为 80 公斤，并具有更大的运动范围。“TITAN-III”的足底带有传感器，在其行走时可以测量足端与地面间的接触参数[17]。继“TITAN-III”后，广濑茂男和他的科研团队又对“TITAN”系列机器人进行了优化改造，并已成功研制“TITAN-VIII”和“TITAN-IX”系列[18-20]。如图 1-2c 所示“，TITAN-VIII的机身装有姿态传感器与步态控制器，可以根据姿态传感器采集的信息对四足机器人的姿态
(a)2005 BigDog (b)2006 BigDog (c)2008 BigDog图 1-3 BigDog 系列四足机器人Fig. 1-3 Quadruped robot of BigDog series在 2010 年以后，Boston Dynamics 公司又相继发布野猫、猎豹（如图 1-4、1-5）等系列的四足机器人[26-27]。从以上的几代四足机器人可以看出，Boston Dynamics 公司推出的四足机器人具有三个突出的特点：1）具有运动速度快和运动平稳的特点，可完成复杂的行走动作；2）对极端的地面环境有着很强的适应性，即使是在山坡、碎石、冰面等地形运动，依然能够表现出良好的运动性能，并且可以完成跨越障碍和攀爬斜坡等特殊动作；3）能承受较大的负载质量，而且它的运动能力不受负载影响[28-29]。图 1-4 野猫机器人 图 1-5 猎豹机器人
【参考文献】：
期刊论文
[1]立体坡面农业四足移动平台姿态控制策略与试验[J]. 苏文海,李冰,袁立鹏,张辉,谭贺文,息晓琳. 农业工程学报. 2018(04)
[2]基于复合粒子群自适应液压伺服系统力跟踪控制与试验[J]. 苏文海,李冰,闫聪杰,朱光强,袁立鹏,息晓琳,何景峰. 东北农业大学学报. 2018(01)
[3]基于改进粒子群优化算法的PID控制器参数优化[J]. 姜长泓,张永恒,王盛慧. 应用科学学报. 2017(05)
[4]仿生四足机器人自适应粒子群优化控制[J]. 李冰,苏文海,息晓琳,靳亚东. 农机化研究. 2018(05)
[5]基于莱维飞行的改进粒子群算法[J]. 李荣雨,王颖. 系统仿真学报. 2017(08)
[6]立体苗盘管理机器人的机械臂参数优化与试验[J]. 权龙哲,彭涛,沈柳杨,安思宇,季忠良,孙涛. 农业工程学报. 2017(07)
[7]四足机器人启动步态设计及稳定性分析[J]. 韩晓建,商李隐,杨涌. 机械科学与技术. 2016(08)
[8]四足机器人坡面运动时的姿态调整技术[J]. 韩宝玲,贾燕,李华师,罗庆生,周晨阳. 北京理工大学学报. 2016(03)
[9]莱维飞行与粒子群的混合搜索算法[J]. 牛海帆,宋卫平,宁爱平. 太原科技大学学报. 2016(01)
[10]基于模糊自适应阻抗控制的机器人接触力跟踪[J]. 刘智光,于菲,张靓,李铁军,安占法. 工程设计学报. 2015(06)
博士论文
[1]复杂地形环境中四足机器人行走方法研究[D]. 张帅帅.山东大学 2016
[2]基于并联机械腿的六足机器人分析与设计[D]. 荣誉.燕山大学 2015
[3]基于SLIP模型的四足机器人对角小跑步态控制研究[D]. 蒋振宇.哈尔滨工业大学 2014
[4]四足机器人仿生运动控制理论与方法的研究[D]. 李华师.北京理工大学 2014
[5]液压四足机器人驱动控制与步态规划研究[D]. 王立鹏.北京理工大学 2014
[6]小型四足平台的机构设计与行走控制研究[D]. 盛沙.北京理工大学 2014
[7]基于阻抗控制的多足步行机器人腿部柔顺控制研究[D]. 朱雅光.浙江大学 2014
[8]SCalf液压驱动四足机器人的机构设计与运动分析[D]. 荣学文.山东大学 2013
[9]四足机器人稳定行走规划及控制技术研究[D]. 王鹏飞.哈尔滨工业大学 2007
[10]四足机器人节律运动及环境适应性的生物控制研究[D]. 张秀丽.清华大学 2004
硕士论文
[1]高速跳跃四足机器人变刚度阻抗控制方法研究[D]. 王克楠.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于ADAMS的四足机器人虚拟样机仿真及刚柔耦合分析[D]. 张志宇.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于阻抗控制的四足仿生机器人稳定步态理论及实验研究[D]. 丁庆鹏.哈尔滨工业大学 2016
[4]GPS组合模糊控制除草机器人导航系统研究[D]. 丁巍.昆明理工大学 2015
[5]四足除草机器人的静态步行及稳定性研究[D]. 张皓然.昆明理工大学 2015
[6]基于ADAMS和MATLAB的四足机器人联合仿真[D]. 赵彦.山东大学 2014
[7]基于力传感器的四足机器人多步态规划及初步维稳控制[D]. 刘蕊.南京航空航天大学 2014
[8]基于力传感器的工业机器人主动柔顺装配系统研究[D]. 林君健.华南理工大学 2013
[9]基于力与位置柔顺控制的四足机器人运动控制[D]. 杨屹巍.南京航空航天大学 2012
[10]四足机器人动态稳定性分析及运动控制研究[D]. 付博.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3292281
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