多足移動機器人系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性控制方法與實驗研究.pdf

1、摘要多足移動機器人在運動時，必須實時保證其在運動過程中機器人的穩(wěn)定性，在其失穩(wěn)時能夠及時采取措施恢復穩(wěn)定，從而避免機器人在失穩(wěn)對機體造成損壞。本文對多足機器人在崎嶇地面的運動的穩(wěn)定性的判定和在其失穩(wěn)的問題進行了相關研究和分析，建立起相應的穩(wěn)定性判據(jù)。本文首先對多足機器人平臺發(fā)展進行簡單介紹。對整個足式機器人的發(fā)展過程做了大概分析，各種足式機器人優(yōu)缺點做了簡單概括。從幾何特性和物理特性方面進行分析，將自然環(huán)境中的崎嶇地形歸納為四種典型地形

2、。以此為基礎，結合六足機器人的運動和結構特點，對六足機器人的運動失穩(wěn)情形進行分類。采用力學平衡分析方法，得到六足機器人維持穩(wěn)定性應滿足的條件。分析六足機器人驅動空間、關節(jié)空間和運動空間之間的映射關系，建立六足機器人的正逆運動學模型，推導求得其運動參數(shù)的計算方法；基于等效原理，獲得六足機器人實時重心處的等效慣性力和慣性力矩；將ZMP方法和FASM方法相結合，建立多足機器人的穩(wěn)定性判定方法。以多足機器人在崎嶇路面行走為例，通過仿真軟件vre

3、p與matlab相結合進行相應的補充驗證。關鍵詞：多足機器人；崎嶇地形；穩(wěn)定性判據(jù)；穩(wěn)定性調整；vrepAbstractMultileggedmobilerobotmustguaranteethestabilityoftherobotintheprocessofmovementinrealtimewhenmovingitcantakemeasurestorestestabilityintimewhenit’sinstabilitytoa

4、voiddamagetothebodycausedbytheinstabilityoftherobot.Inthepaperrelatedresearchanalysisonthestabilitydeterminationofmultileggedrobotsmovementontheroughterrainitsinstabilityproblemestablishthecrespondingstabilitycriteria.In

5、thepaperfirstlythedevelopmentofmultileggedrobotplatfmismadeabriefintroduction.Thedevelopmentprocessofthewholeleggedrobotisanalyzed.Theadvantagesdisadvantagesofleggedrobotaresimplesummarized.Fromthegeometricacteristicsthe

6、acteristicsofthehousetoanalyzetheroughterraininthenaturalenvironmentisdividedintofourtypicalterrain.Basedonthatmakeclassificationofsixleggedrobotsmotioninstabilitybycombiningwiththemotionstructureacteristicsofthesixlegge

7、drobot.Theanalysismethodofmechanicalequilibriumisadoptedtoobtaintheconditionsfthesixleggedrobottomaintainstability.Themappingrelationshipbetweenthedrivingspacejointspacemotionspaceofsixleggedrobotareanalyzed.Afwardinvers

8、ekinematicsmodelofsixleggedrobotisestablishedtoobtainthecalculationmethodofthemotionparametersbasedontheequivalenceprincipletheequivalentinertiafcemomentofinertiaofthesixleggedrobotinrealtimeareobtainedtheZMPmethodtheFAS

9、Mmethodarecombinedtoestablishamethodfjudgingthestabilityofmultileggedrobot.Takethemultileggedrobotintheroughterrainasanexampletosupplementthecrespondingverificationbyvrepsimulationsoftwarematlabvrepcombination.Keywds:Mul