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液压四足机器人单腿竖直跳跃步态规划

更新时间:2019-12-30 06:32:12 大小:2M 上传用户:zhiyao6查看TA发布的资源 标签:液压四足机器人运动学分析轨迹规划 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

针对机器人跳跃运动落地时冲击力大的问题,面向竖直跳跃运动,以液压四足机器人单腿为研究对象,建立液压驱动四足机器人单腿运动学模型,并分别对机器人单腿处于起跳相、落地相和腾空相时进行轨迹规划;根据关节参数,通过运动学逆解求得驱动函数,利用仿真软件ADAMS进行竖直跳跃步态仿真;搭建单腿实验平台,进行实验验证,依据得到的动态特性,分析步态规划的准确性及合理性,为后续液压四足机器人动步态的研究提供设计和控制依据。


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38  
5
Vol. 38 No. 5  
May. 2017  
Chinese Journal of Scientific Instrument  
2017  
5
四足机器人单腿竖直跳跃步规划  
, ,  
高炳微 王思凯 高元锋  
(
150080)  
工大学机械力工程学院 滨  
: , , ,  
针对机器落地冲击力大的问题 面液压机器研究液压驱动四  
; ,  
机器模型 分别对机器落地时进行通过解  
驱动数 利用仿真软件  
ADAMS  
; , , ,  
进行仿真 实验平台 进行实验验得到性 分析  
性及合理性 后续液压机器动步的研究和控据  
:
;
;
;
;
关键词 液压机器分析 划  
: TH137 : A : 460. 99  
国家标准学科分类代码  
中图分类号  
文献标识码  
Single leg vertical hopping gait planning for hydraulic quadruped robot  
Gao BingweiWang SikaiGao Yuanfeng  
( School of Mechanical EngineeringHarbin University of Science and TechnologyHarbin 150080China)  
Abstract: Aiming at the problem of large impact force when the robot falls to the ground in jumping motionin this paper facing to the  
vertical jumping movementtaking hydraulic quadruped robot single leg as research objectthe single leg motion kinematics model of the  
hydraulic quadruped robot is establishedand the trajectory planning when the single leg of the robot is in take-off phaseflight phase  
and falling phase is carried out. According to the joint parametersthe driving function is obtained through inverse kinematics solution,  
and the simulation software ADAMS is used to simulate the vertical hopping gait. The experiment platform for single leg was set up and  
experiment verification was carried out. According to the obtained dynamic characteristicsthe accuracy and rationality of gait planning  
are analyzedwhich provides the design and control basis for the following study of the dynamic gait of hydraulic quadruped robot.  
Keywords: hydraulic quadruped robot; single leg; hopping gait; kinetics analysis; trajectory planning  
机器动步提出了弹簧模  
分控方法 机器分  
1
3 ,  
进运动状姿调整并  
液压机器动物灵活性  
, ,  
分别进行了控很好现了和  
4]  
特有的应多复杂环境  
; Singh S. P. N.  
等人 计  
斜坡走  
液压机器合性能成为当前们  
圆轨机器现了机  
1]  
5]  
; Sorokin S. V.  
研究的主要对象  
态  
等人 通过矩  
机器动性 动于对动步态  
Bound ; Kim H  
制实现了对机器的  
制  
等人 模型 使现了  
Bound  
6]  
, ,  
态作为动步进行  
研究意义 内外国家液  
驱动机器腿  
仿真  
机器研究 研  
在此提出了研发液压仿机器  
2]  
3]  
7]  
Marc H. R.  
1986  
的科技计大学的等人 针对控机  
物理机  
年研究了  
: 2016-12  
Received Date: 2016-12  
收稿日期  
5
:
液压机器腿竖划  
1087  
问题 提出了一种基制  
1
腿  
D-H ,  
的  
方法 通过部的快速机器跳  
:
下  
1) ,  
θ 是相线邻  
i
, ,  
动 最通过仿真实验验证 证方法的有效  
8]  
X
角  
;
;
性和科技大学的等人 针对运  
2)  
L ,  
是相线之从  
i
冲击大的特点 基仿了一液压驱动足  
Z
X
X i  
沿 系的距  
i
3
机器结构 提出了线跟踪跃  
MATLAB ADAMS ,  
仿真研究 验  
i1  
i
;
方法 进行了  
3)  
4)  
扭角 α 是相线即  
i
;
方法的有效性 西北工业大学的雪峰等  
9]  
Z
Z
角  
i1  
i
针对机器结构环境动性  
d
Z
Z
i-1  
坐  
离  
i
i1  
i
, ,  
提出了一液压驱动构模式 用  
Z
Z
X
点的离  
i
系的沿  
到  
i1  
i1  
PD  
算法对机器进行跟  
2. 2  
单腿正运动学模  
机器是根和  
。  
制 实现了机器这些研究推  
,  
动了机器的快速发展 机器  
结构对于系的姿及  
、 、  
环境性 步冲击等方面还  
13]  
10]  
阵  
因此 需要研究工  
大的足  
11]  
通过可得  
作 在关键技术方面破  
, :  
对于系的即  
, ,  
机器结构同 在研制往  
A
A
B
C
T
= T · T · T  
C
( 1)  
出一进行实验足  
D
B
D
{ O }  
0
{ O }  
对于系  
b
系  
pronk  
有助参  
:
所示  
, ,  
机器部机械结构 研究机器人复杂  
12]  
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
- a  
前提 对参考价值  
- b  
- c  
1
b
, ,  
因此 本液压机器研究于  
T
=
( 2)  
0
1  
0
: 2a2b 2c  
模型进行学的学的并  
进行通过  
ADAMS  
式中  
分别高  
型结构系  
{ O } ,  
机器进行仿真分析 机器腿  
。  
实验平台 进行实验验后续性能液  
{ O }  
1
Z ,  
θ 转  
1
对于系  
0
驱动机器及控了一方法  
:
下  
和理导  
c
- s  
0
0
0
1
1
s
c
0
0
1
0
0
1
2
机器人单腿运动学模  
T
=
( 3)  
1
0
0
1
0
0
1
2. 1  
D-H  
单腿  
标系建立  
法对液压驱动机器进行运动  
D-H  
{ O }  
2
{ O } ,  
1
系  
对于系  
D-H  
采用  
Y X  
θ 沿 轴平移  
2
L ,  
阵  
1
1
分析 腿  
如图 所示  
:
下  
c
- s  
1
L
2
2
1
0
1
0
0
0
1
T
=
( 4)  
2
- s  
- c  
0
2
2
0
0
0
1
{ O }  
3
{ O } ,  
2
系  
对于系  
Z X  
θ 沿 轴平移  
3
L ,  
如  
2
:
c
- s  
1
0
L
3
3
2
s
c
0
2
3
0
0
3
T
=
( 5)  
3
0
0
1
0
0
1
模型  
1
Fig. 1 Single leg kinematics model  

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