大型重载液压驱动六足机器人的步态控制研究

发布时间：2017-09-06 01:27

  本文关键词：大型重载液压驱动六足机器人的步态控制研究

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【摘要】：地震后路况存在地形不规则、崎岖不平、较高的障碍物或涉水路面等非结构环境,限制了轮式和履带式运输工具的应用。目前,震后救灾需要依靠人力,导致救援效率较低。灾后救援黄金时间只有72小时,如何提高救援效率,成为急需解决的课题。针对震后救援问题,本文研制的大型重载液压驱动六足机器人不但能重载移动而且具有较强的环境适应能力,能够解决非结构环境下的重载运输问题。主要研究内容如下:(1)研制了大型重载液压驱动六足机器人样机(长5.5m、宽5.5m、高2m、自重800kg、承载500kg),该样机采用油缸对六条腿的十八个关节进行驱动。(2)推导了样机的步态规划算法。(3)完成了样机三足步态和四足步态的运动仿真。(4)构建了基于工控机的PID控制系统,实现了样机机体相对地面的水平前后运动和水平旋转运动控制,并在此基础上实现了三足步态和四足步态的运动控制。
【关键词】：六足机器人 液压驱动 大型样机 步态控制
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-15
• 1.2.1 地震救援现状9
• 1.2.2 国外研究现状9-12
• 1.2.3 国内研究现状12-15
• 1.3 主要研究内容、研究思路及论文结构15-16
• 1.3.1 主要研究内容15
• 1.3.2 研究思路15-16
• 1.3.3 论文结构16
• 1.4 本章小结16-17
• 2 样机研制17-29
• 2.1 样机概况17-20
• 2.2 样机的机械结构20-26
• 2.2.1 单腿介绍20-25
• 2.2.2 机体及承载平台25-26
• 2.3 样机的驱动26-27
• 2.4 样机的控制27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 样机运动仿真29-49
• 3.1 运动规划29-30
• 3.2 样机步态30-34
• 3.2.1 三足步态30-32
• 3.2.2 四足步态32-34
• 3.3 足端轨迹和油缸位移的关系34-39
• 3.3.1 足端轨迹34
• 3.3.2 关节转角34-37
• 3.3.3 油缸位移37-39
• 3.4 步行仿真39-48
• 3.4.1 三足步态仿真39-44
• 3.4.2 四足步态仿真44-48
• 3.5 本章小结48-49
• 4 样机实验分析49-72
• 4.1 基于Labview的控制系统49-54
• 4.1.1 PID概述49-50
• 4.1.2 程序框图50-54
• 4.2 样机实验54-71
• 4.2.1 水平前后运动55-56
• 4.2.2 水平旋转运动56-57
• 4.2.3 三足步态前行57-60
• 4.2.4 四足步态前行60-63
• 4.2.5 三足步态和四足步态比较63-66
• 4.2.6 三组四足步态时序比较66-71
• 4.3 本章小结71-72
• 总结与展望72-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果80

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本文编号：801378