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基于动力学模型预测控制的Stewart型轮足腿控制方法 被引量：6
1
作者 汪首坤 刘大江 +3 位作者 郭非 岳彬凯 陈志华 王军政 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期418-424,共7页
为了提高轮足机器人Stewart型轮足腿在不同位姿条件下的精度和动态特性,提出将模型预测控制(model predictive control,MPC)应用于轮足腿的位姿跟踪.首先对Stewart平台进行受力分析,利用牛顿-欧拉方程建立动力学模型的状态空间表达式,建... 为了提高轮足机器人Stewart型轮足腿在不同位姿条件下的精度和动态特性,提出将模型预测控制(model predictive control,MPC)应用于轮足腿的位姿跟踪.首先对Stewart平台进行受力分析,利用牛顿-欧拉方程建立动力学模型的状态空间表达式,建立MPC预测模型和优化目标函数;然后通过Adams和Matlab联合仿真对MPC控制器进行参数整定,检验其对未建模摩擦力的鲁棒性;最后通过对比实验验证MPC控制器在负载位姿变化条件下可以获得优于PI控制器的姿态跟踪精度和动态特性. 展开更多
关键词 轮足机器人 STEWART平台 动力学模型 模型预测控制 联合仿真
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基于异形Stewart平台的电动并联式六轮足机器人 被引量：12
2
作者 王修文 汪首坤 +3 位作者 王军政 陈志华 徐康 刘道和 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第13期84-92,共9页
针对现有的机器人承载能力不足、复杂环境下适应能力弱以及运行速度慢等特点,创新性地提出了一种基于异形Stewart平台的电动并联式六轮足机器人,该机器人集成了轮式运动与足式运动的优点,可实现轮式、足式以及轮足复合式运动。首先,对... 针对现有的机器人承载能力不足、复杂环境下适应能力弱以及运行速度慢等特点,创新性地提出了一种基于异形Stewart平台的电动并联式六轮足机器人,该机器人集成了轮式运动与足式运动的优点,可实现轮式、足式以及轮足复合式运动。首先,对机器人的机械结构与控制系统进行设计,然后,为了实现在复杂环境下稳定的行走,足式上设计三足"对角步态"、"两足步态"和"单足步态"的稳定行走算法,实现了机器人稳定且匀速行走;设计了一种在足式步态中调整"支撑项"与"腾空项"占空比的控制算法,克服了足端与地面接触瞬间对机身整体速度带来的影响。轮式运动设计了6轮协同控制,具备6轮独立驱动、独立转向等功能。轮足复合式运动模式下具有变高度、变支撑面、变轮距等功能。通过对电动并联式六轮足机器人多种运动模式进行试验,结果验证了电动并联式六轮足机器人性能的优越性以及控制算法的有效性。 展开更多
关键词 六轮足机器人 足式运动 轮式运动 轮足复合式运动
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轮足式机器人机构设计及越障性能分析 被引量：7
3
作者 苏磊 侯宇 +1 位作者 吴飞 艾孝杰 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第8期46-48,53,共4页
越障能力和地形适应能力是移动机器人性能评价的重要指标。以提高越障能力为目标,设计了一种轮足式越障机器人,采用头部连杆机构辅助越障,同时对其头部连杆机构进行了参数设计。利用瞬时功率守恒原理建立了越障机器人的运动学方程,得到... 越障能力和地形适应能力是移动机器人性能评价的重要指标。以提高越障能力为目标,设计了一种轮足式越障机器人,采用头部连杆机构辅助越障,同时对其头部连杆机构进行了参数设计。利用瞬时功率守恒原理建立了越障机器人的运动学方程,得到了越障过程中的速度变化规律,在此基础上,采用Adams进行了机器人运动仿真,模拟机器人爬越台阶面的运动情况,并分析了机器人爬越台阶面的越障性能。结果表明,所设计的轮足式机器人具有良好的越障能力。 展开更多
关键词 轮足式机器人 越障 ADAMS 仿真分析
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多关键点约束下轮足组合步行机器人转向越障
4
作者 孙瑞娟 党晓圆 李洁 《计算机仿真》 北大核心 2020年第11期339-343,共5页
目前轮组组合步行机器人越障过程缺乏运动关键点约束,机器人自由度过高,导致步行机器人转向越障效率较低。提出新的基于关键点约束的步行机器人转向越障方法。获取步行机器人不同方向的运动状态,通过全局坐标系的三维视图与投影图建立... 目前轮组组合步行机器人越障过程缺乏运动关键点约束,机器人自由度过高,导致步行机器人转向越障效率较低。提出新的基于关键点约束的步行机器人转向越障方法。获取步行机器人不同方向的运动状态,通过全局坐标系的三维视图与投影图建立机器人运动模型;优化机器人步态,求解未知参数,使越障轨迹接近理想轨迹;归一化处理障碍物种类,确定越障起始点、越障边缘点与落地点三个关键点约束,避免在转向越障过程中与障碍区发生碰撞,以机器人运动安全性为目标,利用遗传算法规划机器人转向越障运动。仿真结果表明:所提方法可以高效率实现越障,且在越障过程能够保持能量的稳定,增强轮组组合步行机器人的整体鲁棒性。 展开更多
关键词 关键点约束 轮组组合步行机器人 转向越障 遗传算法 归一化处理
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轮足复合机器人腿机构设计及仿真
5
作者 詹玉新 乔英娜 张玉华 《宜宾学院学报》 2022年第12期43-48,共6页
为了解决轮式机器人难以适应复杂地面环境及足式机器人速度低、效率低的缺陷,在以液压系统为动力元件、腿机构为关节式的足式机器人基础上,通过增加车轮部件,于大腿和小腿的连接处,采用离合装置,来实现轮式与足式的切换,从而设计一款能... 为了解决轮式机器人难以适应复杂地面环境及足式机器人速度低、效率低的缺陷,在以液压系统为动力元件、腿机构为关节式的足式机器人基础上,通过增加车轮部件,于大腿和小腿的连接处,采用离合装置,来实现轮式与足式的切换,从而设计一款能综合两者优点、规避两者缺点的轮足复合机器人腿机构,并应用在四足机器人上.依据“D-H”法则对足末端点进行正运动学分析,得出足末端点工作区域,并确定腿摆动轨迹及四足步态规划,在重心随动模式及爬坡模式下分别对其进行足式和轮式运动模式仿真分析,验证了理论设计的正确性. 展开更多
关键词 离合装置 轮足复合机器人 步态规划 重心随动模式
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轮足混合式行走机器人运动学建模与仿真 被引量：1
6
作者 唐新星 张德勇 +2 位作者 王瑞 苏成志 韩方元 《机械传动》 北大核心 2021年第11期57-64,共8页
结合足式机器人与轮式机器人的优点,提出了一种基于2(6-UPUR+3P)混联腿的轮足混合式行走机器人构型,并对该机器人进行了运动学建模与仿真分析。基于螺旋理论建立机器人并联腿部单支链的六维运动螺旋系,基于此得到1阶影响系数矩阵,进而... 结合足式机器人与轮式机器人的优点,提出了一种基于2(6-UPUR+3P)混联腿的轮足混合式行走机器人构型,并对该机器人进行了运动学建模与仿真分析。基于螺旋理论建立机器人并联腿部单支链的六维运动螺旋系,基于此得到1阶影响系数矩阵,进而推导出6-UPUR并联腿部的运动学模型;提出了机器人机身姿态调整算法,改善了机器人在静态步行步态下机身运动的平稳性;用Matlab算例仿真与Adams仿真对比验证得出运动学模型的正确性,用Adams/Simulink联合仿真验证得出机身姿态调整策略的有效性,为进一步进行轮足混合式行走机器人控制系统的设计奠定基础。 展开更多
关键词 轮足混合式行走机器人 运动学 螺旋理论 影响系数法 姿态调整
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