資源描述：
《含有半圓形柔性腿的四足機(jī)器人跳躍步態(tài)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、工程碩士學(xué)位論文含有半圓形柔性腿的四足機(jī)器人跳躍步態(tài)研究RESEARCHONBOUNDINGGAITFORQUADRUPEDROBOTWITHHALF-CIRCULARCOMPLIANTLEGS韓媛媛哈爾濱工業(yè)大學(xué)2016年6月國內(nèi)圖書分類號：TP242.6學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.38密級：公開工程碩士學(xué)位論文含有半圓形柔性腿的四足機(jī)器人跳躍步態(tài)研究碩士研究生：韓媛媛導(dǎo)師：查富生申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械工程所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：2016年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classif
2、iedIndex:TP242.6U.D.C:621.38DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONBOUNDINGGAITFORQUADRUPEDROBOTWITHHALF-CIRCULARCOMPLIANTLEGSCandidate：HanYuanyuanSupervisor：A/Prof.ZhaFushengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechatronicsEngineer
3、ingAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefense：June,2016DegreeConferringInstitution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要含有半圓形柔性腿的機(jī)器人結(jié)合了足式和輪式的優(yōu)點(diǎn)，控制簡單，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，半圓形柔性腿使得機(jī)器人具有好的動力學(xué)特性，魯棒性強(qiáng)，這些優(yōu)點(diǎn)使得該種類型的機(jī)器人受到越來越多研究者的青睞。針對這種半圓形柔性腿機(jī)器人的研究，國內(nèi)外學(xué)者主要從靜態(tài)控制和動態(tài)控
4、制開展工作，靜態(tài)控制的研究工作比較成熟，在進(jìn)行運(yùn)動的動態(tài)控制，如奔跑、跳躍等運(yùn)動，存在的主要問題是機(jī)器人的能量利用效率比較低，并且當(dāng)機(jī)器人高速運(yùn)動時穩(wěn)定性會變差，因此提高機(jī)器人的能量利用效率和高速穩(wěn)定性是很有必要的，研究表明被動行走是改善能量利用效率的有效方法，并且被動行走具有一定的抗干擾能力，因此本文以半圓形柔性腿機(jī)器人為研究對象，分析其被動跳躍運(yùn)動的動態(tài)特性，在進(jìn)行機(jī)器人的跳躍運(yùn)動主動控制時，使其盡可能運(yùn)動在被動步態(tài)附近，旨在提高機(jī)器人的能量利用效率和高速穩(wěn)定性。首先，基于卡式定理獲得等效彈簧剛度，建立半圓形柔性腿動力
5、學(xué)模型，接著介紹了四足機(jī)器人的跳躍步態(tài)，并分析了一個完整跳躍步態(tài)中四個運(yùn)動相以及切換條件，然后應(yīng)用半圓形柔性腿模型建立四足機(jī)器人平面模型，運(yùn)用拉格朗日方程推導(dǎo)平面模型在被動跳躍步態(tài)各運(yùn)動相的運(yùn)動方程以及各運(yùn)動相的轉(zhuǎn)變條件。其次，定義了半圓形柔性腿模型和平面模型在被動跳躍運(yùn)動時的龐加萊映射和不動點(diǎn)，應(yīng)用牛頓迭代法獲得跳躍步態(tài)下的穩(wěn)定不動點(diǎn)?；诜€(wěn)定不動點(diǎn)分析了半圓形柔性腿模型高度映射關(guān)系，給出模型的不動點(diǎn)分布以及不動點(diǎn)的速度、高度變化規(guī)律。針對平面模型，分析了不同能量水平下的不動點(diǎn)分布以及模型跳躍運(yùn)動時的動態(tài)特性，研究了轉(zhuǎn)動
6、慣量、相對軀干半身長和相對彈簧剛度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響規(guī)律，利用matlab進(jìn)行數(shù)值仿真，證明在合理的初始條件配置下機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的被動跳躍運(yùn)動并具有一定的抗干擾能力。最后，根據(jù)所獲得的能量映射規(guī)律，建立基于能量水平的控制策略，將實(shí)際機(jī)器人的運(yùn)動控制在被動跳躍步態(tài)的穩(wěn)定不動點(diǎn)附近，提高能量利用效率。建立半圓形柔性腿模型的等效SLIP模型和扭簧模型，搭建虛擬仿真平臺，通過matlab和adams軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真，驗(yàn)證控制方法的合理性。在含有半圓形柔性腿的四足機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺上實(shí)現(xiàn)起步運(yùn)動和基本跳躍運(yùn)動的控制，進(jìn)一步驗(yàn)
7、證了將機(jī)器人控制在穩(wěn)定不動點(diǎn)附近可以提高能量利用效率。關(guān)鍵詞：半圓形柔性腿；不動點(diǎn)；跳躍步態(tài)；龐加萊映射-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractRobotswithhalf-circularcompliantlegscombinetheadvantagesofleggedrobotsandwheeledrobots.Itshalf-circular,compliantlegdesignswerefoundtohaverobustmechanicalpropertiesandgooddynamicperforma
8、nce,whichhasattractedsubstantialresearchers.Foritsresearch,scholorsmainlydoresearchfromstaticcontrolanddynamiccontrol.Researchworkaboutstaticcontrolisre
