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题名基于Hopf振荡器实现的蛇形机器人的步态控制
被引量：8
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作者
高琴
王哲龙
赵红宇
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机构
大连理工大学控制科学与工程学院
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出处
《机器人》
EI
CSCD
北大核心
2014年第6期688-696,共9页
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基金
辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划资助项目(LJQ2012005)
国家863计划资助项目(2012AA04150502)
+1 种基金
国家自然科学基金资助项目(61174027)
国家科技支撑计划资助项目(2012BAK15B05)
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文摘
针对生物蛇不同步态的运动特点,提出了一种基于Hopf振荡器实现的蛇形机器人的中枢模式发生器(CPG)运动控制方法.首先,利用具有非线性极限环特性的耦合的Hopf振荡器构建出能够实现蜿蜒运动和侧向蜿蜒运动两种步态的链式网络模型.然后,根据动力学仿真软件建立机器人的虚拟样机,利用模型中振荡器的输出作为蛇形机器人分布式多冗余度关节的控制信号来驱动前进,成功实现了以上两种运动方式,并讨论了CPG的模型参数与机器人前进速度的关系.最后,在实物样机上的实验进一步验证了所提出的方法在实现蛇形机器人多种步态控制方面的有效性.
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关键词
蛇形机器人
中枢模式发生器
Hopf振荡器
蜿蜒运动
侧向蜿蜒运动
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Keywords
snake robot
central pattern generator
Hopf oscillator
serpentine
sidewinding
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于振荡器模型的蛇形机器人的步态仿真
被引量：8
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作者
高琴
王哲龙
胡卫建
赵兰迎
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机构
大连理工大学控制科学与工程学院
中国地震应急搜救中心
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出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第6期1374-1380,共7页
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基金
国家自然科学基金资助(61174027)
国家科技支撑计划课题资助(2013BAK03B01)
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文摘
自然界中的生物蛇具有多种周期性运动方式如蜿蜒运动、直线运动和侧移运动等,步态的多样性极大的提高了自然蛇对复杂环境的适应性。生物学家通过研究证明脊椎动物的这种节律性运动方式是由中枢神经模式发生器(CPG)控制的。针对蛇形机器人高自由度的机械结构和不同步态的运动特点,利用Hopf振荡器模型的稳态特性建立了蛇形机器人的CPG步态模型.通过ADAMS仿真实现了1种九连杆八关节机器人样机的蜿蜒运动和三维空间内的侧向蜿蜒运动,并讨论了2种步态之间的切换。仿真分析结果证明该CPG模型在实现蛇形机器人2种步态控制上的有效性。
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关键词
蛇形机器人
Hopf振荡器
蜿蜒运动
侧向蜿蜒运动
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Keywords
snake robot
Hopf oscillator
serpentine locomotion
sidewinding locomotion
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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