基于阻抗控制的重型六足機(jī)器人柔順控制研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們需求的提高，使用重型足式機(jī)器人代替車輛在復(fù)雜地形下進(jìn)行物資和人員的運(yùn)輸成為了一個(gè)新的發(fā)展方向，而六足機(jī)器人兼有地形適應(yīng)性高和承載能力高的特點(diǎn)，是這一研究方向的首選對象。相比于車輛，六足機(jī)器人自由度多，對駕駛員的操作要求過高，目前未見關(guān)于駕駛員如何實(shí)時(shí)操作六足機(jī)器人以適應(yīng)復(fù)雜地形的相關(guān)研究成果報(bào)道。另一方面，重型足式機(jī)器人的重量和剛度的比值較大，機(jī)器人會(huì)發(fā)生變形，不可當(dāng)做剛體來處理，而相關(guān)研究成果亦少見報(bào)道。因此本

2、文針對由駕駛員操控的重型六足機(jī)器人在復(fù)雜地形下行走的柔順控制問題展開研究。
　　首先，根據(jù)足式機(jī)器人的特點(diǎn)，建立了基于足端離散點(diǎn)的地形擬合方法。針對駕駛員對車輛的駕駛習(xí)慣，根據(jù)擬合的地形，約束了機(jī)體的三個(gè)自由度，簡化了駕駛員的操作。根據(jù)操作員給定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和地形幾何參數(shù)，得到機(jī)體的運(yùn)動(dòng)速度和軌跡，再根據(jù)機(jī)體的運(yùn)動(dòng)軌跡自上而下的解算足端軌跡，完成了在駕駛員參與下的復(fù)雜地形中的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問題，并可在一定程度上柔順機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

3、r>　　其次，以機(jī)器人的變形為切入點(diǎn)，建立了腿部彈簧阻尼模型，提出了一種基于變形協(xié)調(diào)約束的足力分配方法，并分析了足力分配有解的情況。采用了阻抗控制方法實(shí)現(xiàn)實(shí)際足力動(dòng)態(tài)跟蹤目標(biāo)足力。根據(jù)解算的足力和機(jī)器人腿部彈簧模型，解算腿部變形并進(jìn)行補(bǔ)償，對機(jī)體位姿進(jìn)行前饋補(bǔ)償；根據(jù)目標(biāo)位姿與實(shí)際位姿的差值，通過懸掛模型對機(jī)體位姿進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。
　　最后，建立了重型六足機(jī)器人虛擬樣機(jī)模型，分析了機(jī)器人的受力情況并建立了簡化的機(jī)器人柔性模型。依次建