六足機器人行走步態(tài)的協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、六足機器人由于具有高階、強耦合、多變量和非線性等顯著特點，被普遍應(yīng)用于代替人類在地震救災(zāi)、水下搜尋或者太空任務(wù)等方面執(zhí)行一些特殊的任務(wù)，這樣不僅可以解放人類，還大大提高了執(zhí)行效率。本文針對智能機器人搭載機械臂在皮江法煉鎂工藝過程中，進行還原罐的排渣工序操作，著重研究六足機器人的智能平臺，通過模仿自然界哺乳動物與六足綱昆蟲的原理機制，設(shè)計仿生六足機器人的整體結(jié)構(gòu)，針對設(shè)計的六足機器人模型研究其步行位姿控制技術(shù)，實現(xiàn)六足機器人在移動過程中的

2、協(xié)調(diào)控制，完成機器人在還原罐與廢渣處理中心的自由移動，適用于臥罐或立罐。
　　本文具體的研究內(nèi)容有:首先分析多足機器人的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及智能化控制方法，確定了六足機器人的運動控制利用中樞模式發(fā)生器的方法進行。針對論文的目標(biāo)要求，設(shè)計了六足機器人的結(jié)構(gòu)模型以及確定了機器人相應(yīng)的腿部與軀干等特征參數(shù)，并利用D-H參數(shù)法進行機器人腿部正逆運動學(xué)的分析;描述六足機器人的足端工作空間，并用蒙特卡洛的方法進行了足端工作空間的三維顯示。介紹六

3、足機器人的基礎(chǔ)知識與典型步態(tài)，在機器人腿部運動學(xué)分析的基礎(chǔ)上，采用多項式插值的方法結(jié)合機器人的穩(wěn)定性條件研究規(guī)劃機器人支撐相與擺動相的足端軌跡，完成六足機器人的運動規(guī)劃。
　　六足機器人的協(xié)調(diào)控制采用Hopf神經(jīng)振蕩器為基本單元，分析其振蕩器表達式方程參數(shù)對輸出狀態(tài)的作用，研究機器人協(xié)調(diào)運動腿間與腿內(nèi)關(guān)節(jié)控制曲線與改進Hopf振蕩器輸出波形的映射關(guān)系，利用改進Hopf振蕩器方程的可調(diào)性控制機器人實現(xiàn)不同的步態(tài)的任意切換，利用機械系

4、統(tǒng)動力學(xué)軟件ADAMS與MATLAB聯(lián)合搭建六足機器人的控制系統(tǒng)，在ADAMS中完成六足機器人的機械建模后，在MATLAB/Simulink中負責(zé)構(gòu)建基于CPG的機器人腿部控制節(jié)律信號，利用其獨特的ADAMS/Control接口實現(xiàn)二者的聯(lián)立，實現(xiàn)了機器人的仿真運動。仿真實驗結(jié)果表明，利用CPG可以控制六足機器人以三角步態(tài)完成協(xié)調(diào)穩(wěn)定的行走，驗證了六足機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性以及所設(shè)計CPG模型的有效性與可行性，同時機器人的腿部運動符合動