基于TSLJCS模型刚度的仿生机械腿关键问题研究
发布时间：2021-08-13 14:09
随着足式机器人在反恐防爆等涉及国家安全,以及在山地作业等涉及民生应用的需求日益迫切,对其高速运动能力、高负载能力等的要求日益提高。然而,当前仿生足式机器人这些方面的能力,与相应的生物相比,还存在显著的差距。大量的研究表明,这与两者的腿部刚度在运动过程的变化机理的差异关系密切。为此,本文在生物学研究成果的基础上,构建仿生物的腿部刚度模型（两段腿J曲线弹簧模型,TSLJCS模型）,并深入开展该模型刚度及其对高速、高负载运动的作用机理的研究,据此进一步开展基于该模型刚度机械腿运动能力的仿真验证及样机刚度的可控性验证等问题的研究,以期提高足式机器人的高速和高负载运动能力,为高性能机械腿设计提供理论基础和技术支撑。论文首先对机械腿和仿生基础模型的刚度及其对高速、高负载运动的影响程度、关系及作用等的研究进行调研与分析。在此基础上,以两段腿为研究对象,提出和构建了一种仿生物的腿部刚度模型——TSLJCS模型,并利用曲线插值法,建立了此模型虚拟腿的压力—压缩量曲线方程。研究发现,该模型虚拟腿的无量纲压力—压缩量曲线对初始关节角变化敏感,而对大小腿段比例不敏感。其次,通过腿部刚度仿生研究以及对SLIP（...
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
生物和机械腿的虚拟腿弹簧示意图
Rugged-RHex的“C”形机械腿
图 1-2 Rugged-RHex 的“C”形机械腿 图 1-3 特定形状结构的机械腿样机③ 在三段腿的机械腿中，根据机械腿的构型，能够划分为旋转关节伸缩关节机械腿和纯旋转关节机械腿。在旋转关节伸缩关节机械腿中，典型机械腿构型是：膝关节为串联旋转关节
【参考文献】：
期刊论文
[1]液压驱动单腿跳跃机器人柔顺着地分析与控制[J]. 陈志伟,金波,朱世强,庞云天,陈刚. 仪器仪表学报. 2017(03)
[2]液压驱动单元基于位置/力的阻抗控制机理分析与试验研究[J]. 巴凯先,孔祥东,朱琦歆,李春贺,赵华龙,俞滨. 机械工程学报. 2017(12)
[3]基于力反馈的液压足式机器人主/被动柔顺性控制[J]. 柯贤锋,王军政,何玉东,汪首坤,赵江波. 机械工程学报. 2017(01)
[4]液压足式机器人单腿等效模型的柔顺性弹跳研究[J]. 何玉东,王军政,汪首坤,柯贤锋. 北京理工大学学报. 2016(08)
[5]基于多虚拟元件的直腿四足机器人Trot步态控制[J]. 李满天,蒋振宇,王鹏飞,孙立宁. 吉林大学学报(工学版). 2015(05)
[6]基于零力矩点的四足机器人非平坦地形下步态规划与控制[J]. 王立鹏,王军政,赵江波,陈光荣. 北京理工大学学报. 2015(06)
[7]高负载四足机器人的步态规划与控制[J]. 胡楠,李少远,黄丹,高峰. 系统仿真学报. 2015(03)
[8]四足机器人对角小跑中机体翻转分析与姿态控制[J]. 谢惠祥,尚建忠,罗自荣,薛勇. 机器人. 2014(06)
[9]四足机器人对角小跑动态控制[J]. 谢惠祥,罗自荣,尚建忠. 国防科技大学学报. 2014(04)
[10]面向足式机器人的新型可调刚度柔性关节的设计及性能测试[J]. 尹鹏,李满天,郭伟,王鹏飞,孙立宁. 机器人. 2014(03)
博士论文
[1]液压驱动四足机器人柔顺及力控制方法的研究与实现[D]. 柴汇.山东大学 2016
[2]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
[3]四足机器人主动柔顺及对角小跑步态运动控制研究[D]. 张国腾.山东大学 2016
[4]四足机器人全向运动规划方法与稳定性研究[D]. 常青.北京理工大学 2016
[5]复杂地形环境四足机器人运动控制方法研究与实现[D]. 孟健.山东大学 2015
[6]四足机器人对角小跑步态虚拟模型直觉控制方法研究[D]. 谢惠祥.国防科学技术大学 2015
[7]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
[8]基于SLIP归约模型的足式机器人动步态控制研究[D]. 于海涛.哈尔滨工业大学 2014
[9]类豹型四足机器人高速运动及其控制方法研究[D]. 王鑫.哈尔滨工业大学 2013
[10]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
硕士论文
[1]面向高速奔跑足式机器人关节腿结构与变阻抗控制研究[D]. 邴振山.哈尔滨工业大学 2015
[2]四足小象机器人实时控制系统的设计与研究[D]. 邓黎明.上海交通大学 2014
[3]四足机器人运动学及动力学研究[D]. 章忠良.电子科技大学 2012
本文编号：3340573
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
生物和机械腿的虚拟腿弹簧示意图
Rugged-RHex的“C”形机械腿
图 1-2 Rugged-RHex 的“C”形机械腿 图 1-3 特定形状结构的机械腿样机③ 在三段腿的机械腿中，根据机械腿的构型，能够划分为旋转关节伸缩关节机械腿和纯旋转关节机械腿。在旋转关节伸缩关节机械腿中，典型机械腿构型是：膝关节为串联旋转关节
【参考文献】：
期刊论文
[1]液压驱动单腿跳跃机器人柔顺着地分析与控制[J]. 陈志伟,金波,朱世强,庞云天,陈刚. 仪器仪表学报. 2017(03)
[2]液压驱动单元基于位置/力的阻抗控制机理分析与试验研究[J]. 巴凯先,孔祥东,朱琦歆,李春贺,赵华龙,俞滨. 机械工程学报. 2017(12)
[3]基于力反馈的液压足式机器人主/被动柔顺性控制[J]. 柯贤锋,王军政,何玉东,汪首坤,赵江波. 机械工程学报. 2017(01)
[4]液压足式机器人单腿等效模型的柔顺性弹跳研究[J]. 何玉东,王军政,汪首坤,柯贤锋. 北京理工大学学报. 2016(08)
[5]基于多虚拟元件的直腿四足机器人Trot步态控制[J]. 李满天,蒋振宇,王鹏飞,孙立宁. 吉林大学学报(工学版). 2015(05)
[6]基于零力矩点的四足机器人非平坦地形下步态规划与控制[J]. 王立鹏,王军政,赵江波,陈光荣. 北京理工大学学报. 2015(06)
[7]高负载四足机器人的步态规划与控制[J]. 胡楠,李少远,黄丹,高峰. 系统仿真学报. 2015(03)
[8]四足机器人对角小跑中机体翻转分析与姿态控制[J]. 谢惠祥,尚建忠,罗自荣,薛勇. 机器人. 2014(06)
[9]四足机器人对角小跑动态控制[J]. 谢惠祥,罗自荣,尚建忠. 国防科技大学学报. 2014(04)
[10]面向足式机器人的新型可调刚度柔性关节的设计及性能测试[J]. 尹鹏,李满天,郭伟,王鹏飞,孙立宁. 机器人. 2014(03)
博士论文
[1]液压驱动四足机器人柔顺及力控制方法的研究与实现[D]. 柴汇.山东大学 2016
[2]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
[3]四足机器人主动柔顺及对角小跑步态运动控制研究[D]. 张国腾.山东大学 2016
[4]四足机器人全向运动规划方法与稳定性研究[D]. 常青.北京理工大学 2016
[5]复杂地形环境四足机器人运动控制方法研究与实现[D]. 孟健.山东大学 2015
[6]四足机器人对角小跑步态虚拟模型直觉控制方法研究[D]. 谢惠祥.国防科学技术大学 2015
[7]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
[8]基于SLIP归约模型的足式机器人动步态控制研究[D]. 于海涛.哈尔滨工业大学 2014
[9]类豹型四足机器人高速运动及其控制方法研究[D]. 王鑫.哈尔滨工业大学 2013
[10]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
硕士论文
[1]面向高速奔跑足式机器人关节腿结构与变阻抗控制研究[D]. 邴振山.哈尔滨工业大学 2015
[2]四足小象机器人实时控制系统的设计与研究[D]. 邓黎明.上海交通大学 2014
[3]四足机器人运动学及动力学研究[D]. 章忠良.电子科技大学 2012
本文编号：3340573
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