● 摘要
跳跃运动是生物运动的常见形式,其运动过程只需要离散的单点路面支撑,对不连续路况具很好的适应能力。跳跃机器人研究的开展,有助于提高机器人的移动和越障能力,加大机器人的活动范围。作为仿生机器人研究的重要方面,对跳跃机器人研究有助于深入理解步行机器人的动态平衡和稳定原理,为步行机器人的动态步行或跑步控制奠定基础。本论文在充分调研国内外跳跃机器人研究现状的基础上,研究一种非SLIP模型的欠驱动弹性单腿机器人,它采用双臂驱动,弹性伸缩腿中不安装驱动部件,系统依靠内部动力学耦合实现动态站立平衡、起跳和连续跳跃。准确的动力学模型是了解双臂单腿弹跳机器人的运动特性、进而指导我们探索有效控制方法的前提。论文建立了机器人动力学模型,并结合ADAMS软件对其正确性进行测试,给出测试实例。论文基于CAN总线搭建起上下位机模式的机器人控制系统,针对机器人控制要求和上下位机性能特点,实现了Windows下的实时控制。通过半实物仿真和电机随动实验证明了系统的实时性能。论文对机器人支撑相的控制进行研究,从基本的线性近似和状态反馈出发,结合实际碰到的控制困难,充实控制律,完善控制效果,最终实现站立。论文给出了机器人控制的实验结果,并指明实验中暴露出的不足,为后续工作的开展指明了改进方向。
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