液压驱动型足式机器人腿部模型修正与阻抗新构型研究
发布时间：2021-11-26 20:56
液压驱动型足式机器人有着优异的未知非结构环境适应能力和运动性能,现已成为各国的研究热点。机器人实际运动时,足端与环境之间不断的发生接触、碰撞和冲击,为避免所携带的电子设备和机械结构损坏,足式机器人的每条腿应具备一定的柔顺性。基于位置及力的阻抗控制是应用于腿部液压驱动系统的两种常见柔顺控制方法,任何一种方法在腿部液压驱动系统实现时,各关节液压驱动单元选取的阻抗内环控制方式完全相同。同时这两种阻抗控制方法具有不同的动态柔顺性和相反的稳定,腿部液压驱动系统各关节液压驱动单元阻抗内环仅采用一种控制方式时,难以充分发挥各自的优势,因此,有必要在腿部各关节中优选不同阻抗内环控制方式,进一步提升腿部液压驱动系统的柔顺控制性能,从而提高足式机器人整机的运动性能。本文针对足式机器人三自由度腿部液压驱动系统,以提高腿部液压驱动系统柔顺控制性能为目标,主要研究工作如下:（1）三自由度腿部液压驱动系统基于位置及力的阻抗控制实现方法研究。腿部机械结构运动学和静力学模型是腿部液压驱动系统实现阻抗控制的基础,本文首先利用连杆公式和力雅克比,求解腿部机械结构的运动学和静力学模型;然后根据腿部机械结构尺寸,求解各关节液...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Atlas2017构近些年来也研发了几款液压驱动型足式
第1章绪论-5-图1-8HyQ图1-9MiniHyQ图1-10HyQ2Max2013年，韩国工业技术研究所研发了一款液压驱动型四足机器人JINPOONG[16]，如图1-11所示，其尺寸为1.1m0.3m1.2m，整机共有16个自由度，动力源为两冲程发动机，髋关节横摆自由度采用液压马达作为驱动单元，减小了整体尺寸，液压马达如图1-12所示，其他关节的执行元件为一体化液压驱动单元，如图1-13所示，腿部装备弹簧和聚酯纤维组成的减震器，用于减小足端与地面交互时的冲击力。图1-11JINPOONG图1-12JINPOONG液压马达图1-13JINPOONG液压缸近些年，我国也研发出多种型号的液压驱动型足式机器人。2010年，山东大学研制出液压驱动型四足机器人SCalf-1，如图1-14所示，该机器人共有12个自由度，最大行走速度约为1.2m/s。2012年，受国家863计划资助，山东大学研制出另一款液压驱动型四足机器人SCalf-2[17]，如图1-15所示，总重120kg，可实现负重75kg的行走，动力源为汽油机和柱塞变量泵。图1-14SCalf-1图1-15SCalf-22013年，哈尔滨工业大学研制出一款液压驱动型四足机器人，总重150kg，动力
第1章绪论-5-图1-8HyQ图1-9MiniHyQ图1-10HyQ2Max2013年，韩国工业技术研究所研发了一款液压驱动型四足机器人JINPOONG[16]，如图1-11所示，其尺寸为1.1m0.3m1.2m，整机共有16个自由度，动力源为两冲程发动机，髋关节横摆自由度采用液压马达作为驱动单元，减小了整体尺寸，液压马达如图1-12所示，其他关节的执行元件为一体化液压驱动单元，如图1-13所示，腿部装备弹簧和聚酯纤维组成的减震器，用于减小足端与地面交互时的冲击力。图1-11JINPOONG图1-12JINPOONG液压马达图1-13JINPOONG液压缸近些年，我国也研发出多种型号的液压驱动型足式机器人。2010年，山东大学研制出液压驱动型四足机器人SCalf-1，如图1-14所示，该机器人共有12个自由度，最大行走速度约为1.2m/s。2012年，受国家863计划资助，山东大学研制出另一款液压驱动型四足机器人SCalf-2[17]，如图1-15所示，总重120kg，可实现负重75kg的行走，动力源为汽油机和柱塞变量泵。图1-14SCalf-1图1-15SCalf-22013年，哈尔滨工业大学研制出一款液压驱动型四足机器人，总重150kg，动力
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]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)
[3]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)
[4]BigDog四足机器人关键技术分析[J]. 丁良宏. 机械工程学报. 2015(07)
[5]四足仿生机器人混联腿构型设计及比较[J]. 田兴华,高峰,陈先宝,齐臣坤. 机械工程学报. 2013(06)
博士论文
[1]机器人腿部液压驱动系统主动柔顺复合控制研究[D]. 巴凯先.燕山大学 2018
[2]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
[3]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
[4]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
[5]基于能效优化的双足机器人自学习控制方法研究[D]. 王丽杨.广东工业大学 2013
硕士论文
[1]遥控破拆机器人液压系统理论分析与实验研究[D]. 王明正.安徽工业大学 2018
[2]基于动力学补偿的机器人腿部系统运动控制研究[D]. 李春贺.燕山大学 2018
[3]两点式液压双足步行机器人步态规划及其实验研究[D]. 马冬.东南大学 2017
[4]四足仿生机器人跑跳运动规划与控制[D]. 李川.浙江大学 2017
[5]面向未知复杂地形的四足机器人运动规划方法研究[D]. 周坤.浙江大学 2017
[6]基于力伺服的液压足式机器人单腿阻抗控制的研究[D]. 储振.哈尔滨工业大学 2016
[7]液压驱动四足机器人伺服及柔顺控制研究[D]. 万智.华中科技大学 2016
[8]破拆机器人工作装置的液固联合模型仿真与控制研究[D]. 顾三鸿.安徽工业大学 2016
[9]仿生液压四足机器人控制系统关键技术研究[D]. 朱立松.北京理工大学 2016
[10]基于虚拟样机的液压四足机器人能耗分析研究[D]. 宗晓艳.北京理工大学 2016
本文编号：3520911
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Atlas2017构近些年来也研发了几款液压驱动型足式
第1章绪论-5-图1-8HyQ图1-9MiniHyQ图1-10HyQ2Max2013年，韩国工业技术研究所研发了一款液压驱动型四足机器人JINPOONG[16]，如图1-11所示，其尺寸为1.1m0.3m1.2m，整机共有16个自由度，动力源为两冲程发动机，髋关节横摆自由度采用液压马达作为驱动单元，减小了整体尺寸，液压马达如图1-12所示，其他关节的执行元件为一体化液压驱动单元，如图1-13所示，腿部装备弹簧和聚酯纤维组成的减震器，用于减小足端与地面交互时的冲击力。图1-11JINPOONG图1-12JINPOONG液压马达图1-13JINPOONG液压缸近些年，我国也研发出多种型号的液压驱动型足式机器人。2010年，山东大学研制出液压驱动型四足机器人SCalf-1，如图1-14所示，该机器人共有12个自由度，最大行走速度约为1.2m/s。2012年，受国家863计划资助，山东大学研制出另一款液压驱动型四足机器人SCalf-2[17]，如图1-15所示，总重120kg，可实现负重75kg的行走，动力源为汽油机和柱塞变量泵。图1-14SCalf-1图1-15SCalf-22013年，哈尔滨工业大学研制出一款液压驱动型四足机器人，总重150kg，动力
第1章绪论-5-图1-8HyQ图1-9MiniHyQ图1-10HyQ2Max2013年，韩国工业技术研究所研发了一款液压驱动型四足机器人JINPOONG[16]，如图1-11所示，其尺寸为1.1m0.3m1.2m，整机共有16个自由度，动力源为两冲程发动机，髋关节横摆自由度采用液压马达作为驱动单元，减小了整体尺寸，液压马达如图1-12所示，其他关节的执行元件为一体化液压驱动单元，如图1-13所示，腿部装备弹簧和聚酯纤维组成的减震器，用于减小足端与地面交互时的冲击力。图1-11JINPOONG图1-12JINPOONG液压马达图1-13JINPOONG液压缸近些年，我国也研发出多种型号的液压驱动型足式机器人。2010年，山东大学研制出液压驱动型四足机器人SCalf-1，如图1-14所示，该机器人共有12个自由度，最大行走速度约为1.2m/s。2012年，受国家863计划资助，山东大学研制出另一款液压驱动型四足机器人SCalf-2[17]，如图1-15所示，总重120kg，可实现负重75kg的行走，动力源为汽油机和柱塞变量泵。图1-14SCalf-1图1-15SCalf-22013年，哈尔滨工业大学研制出一款液压驱动型四足机器人，总重150kg，动力
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]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)
[3]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)
[4]BigDog四足机器人关键技术分析[J]. 丁良宏. 机械工程学报. 2015(07)
[5]四足仿生机器人混联腿构型设计及比较[J]. 田兴华,高峰,陈先宝,齐臣坤. 机械工程学报. 2013(06)
博士论文
[1]机器人腿部液压驱动系统主动柔顺复合控制研究[D]. 巴凯先.燕山大学 2018
[2]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
[3]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
[4]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
[5]基于能效优化的双足机器人自学习控制方法研究[D]. 王丽杨.广东工业大学 2013
硕士论文
[1]遥控破拆机器人液压系统理论分析与实验研究[D]. 王明正.安徽工业大学 2018
[2]基于动力学补偿的机器人腿部系统运动控制研究[D]. 李春贺.燕山大学 2018
[3]两点式液压双足步行机器人步态规划及其实验研究[D]. 马冬.东南大学 2017
[4]四足仿生机器人跑跳运动规划与控制[D]. 李川.浙江大学 2017
[5]面向未知复杂地形的四足机器人运动规划方法研究[D]. 周坤.浙江大学 2017
[6]基于力伺服的液压足式机器人单腿阻抗控制的研究[D]. 储振.哈尔滨工业大学 2016
[7]液压驱动四足机器人伺服及柔顺控制研究[D]. 万智.华中科技大学 2016
[8]破拆机器人工作装置的液固联合模型仿真与控制研究[D]. 顾三鸿.安徽工业大学 2016
[9]仿生液压四足机器人控制系统关键技术研究[D]. 朱立松.北京理工大学 2016
[10]基于虚拟样机的液压四足机器人能耗分析研究[D]. 宗晓艳.北京理工大学 2016
本文编号：3520911
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