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题目:液压四足机器人机构优化及控制技术研究

关键词:四足机器人,液压,机构优化,能耗,模糊PID,联合仿真

  摘要


液压四足机器人是一种采用液压动力源来驱动的足式机器人。相较于轮式机器人和履带式机器人,足式机器人具有着地点少、地形适应能力强、结构灵活多变、运动形式多样等优点,能够广泛地运用在野外运输、抢险救灾等特殊任务中。液压驱动系统具有功率密度大、响应速度快、承载能力强、精度高等优点。因此,对液压四足机器人进行研究有着非常重要的意义。

本论文致力于研究液压四足机器人的机构优化与控制技术。对初步设计的液压四足机器人机械结构进行优化设计,在确定了机器人整体结构方案之后,对其腿部工作空间进行深入研究,结合腿部工作空间、灵活度以及越障能力,找出最优的腿部结构。同时,对四足机器人进行运动学和动力学分析,研究其能耗理论,利用仿真软件搭建其虚拟样机,并进行仿真实验,从而得到节省能耗的步幅步频规律。然后对其液压驱动系统进行建模仿真,运用并结合ADAMS和Matlab,研究和对比不同的控制算法,找到最优的控制方案。最后搭建物理样机的实验平台,设计控制系统硬件结构,并用LabVIEW编写控制算法和人机交互界面,从而对理论进行实验验证。

本文对液压四足机器人的相关理论进行了更加深入全面的研究,并通过实验平台对结论加以验证,希望能够对足式机器人的发展起到一定的促进作用。