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《仿生雙足水上行走機(jī)器人優(yōu)化設(shè)計(jì)及控制方法.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第50卷第15期機(jī)械工程學(xué)報(bào)Vlo1．5ONO．152014年8月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGAug．2O14DoI：l0．3901／JME．2014．15．012仿生雙足水上行走機(jī)器人優(yōu)化設(shè)計(jì)及控制方法水徐林森2魏鮮明曹凱2梅濤駱敏舟(1．中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院合肥230031；2．常』、I'1先進(jìn)制造技術(shù)研究所常州213164；3．中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院合肥2300261摘要：研究一種新型雙足水上行走機(jī)器人推進(jìn)機(jī)構(gòu)及控制方法。借鑒蛇怪蜥蜴雙足水上行走功能，分析雙足機(jī)器人水上行走動(dòng)力學(xué)機(jī)理；結(jié)合平面
2、四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式，分析Watt．I型機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程，用以模擬蛇怪蜥蜴的腳掌軌跡，設(shè)計(jì)雙足水上行走機(jī)器人推進(jìn)機(jī)構(gòu)，建立機(jī)器人的虛擬樣機(jī)模型并進(jìn)行機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)機(jī)器人的中樞模式發(fā)生器(Centralpatterngenerator,CPG)控制器和模糊控制器并進(jìn)行參數(shù)分析，提出雙足水上行走機(jī)器人的CPG．模糊控制方法，完成機(jī)器人控制系統(tǒng)的搭建，進(jìn)行仿真驗(yàn)證；制作出雙足水上行走樣機(jī)，進(jìn)行雙足機(jī)器人水上行走試驗(yàn)，測(cè)得推進(jìn)機(jī)構(gòu)的作用力曲線；在平衡裝置不工作和工作情況下分別測(cè)量機(jī)器人水上行走過程中的實(shí)時(shí)偏角，并進(jìn)行比較。試驗(yàn)結(jié)果表明推進(jìn)機(jī)構(gòu)及控制方
3、法滿足雙足機(jī)器人水上行走要求。關(guān)鍵詞：雙足機(jī)器人；水上行走；優(yōu)化設(shè)計(jì)；控制方法中圖分類號(hào)：TP24OptimizationDesignandControlMethodofBipedRobotRunningo0nWaterXULinsen·WEIXianmingCAOKaiMEITaoLUOMinzhou(1．HefeiInstitutesofPhysicalScience，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031；2．ChangzhouInstituteofAdvancedManufacturingTechnolog
4、y,Changzhou213164；3．SchoolofInformationScienceandTechnology,UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026)Abstract：Thepropulsionmechanismandthecontrolmethodofanovelbipedrunningonwaterarestudied．Thedynamicsmechanismofthebipedrobotisstudiedaccordingtothebasilisklizard’Sfun
5、ctionofrunningonwater．ThemovementtrajectoriesoftheWat-Iplanarlinkagesarebroughtoutbycombiningthemovementequationsofthefourbarmechanismandthecoordinatetransformationequations，whichareusedtosimulatethefoottrajectoriesofthebasilisklizard，andthepropulsionmechanismofthebipedrobotis
6、carriedout．Thenthevirtualprototypeofthebipedrobotisbuilt，andthemechanismisoptimized．ACPG-fuzzycontrolmethodisproposed，andthecontrolsystemofthebipedrobotisdesignedwiththeCPGcontrollerandthefuzzycontroller．Thesimulationofthecontrolsystemisimplementedtotestitsefectpreliminary．The
7、realprototypeofthebipedrobotwalkingonwateriscarriedouttotesttherobot’Sfunctionofwalkingonwater．Theforceofthepropulsionmechanismismeasuredbyastraingaugemountedontherobot’Sfoot．Thereal—timebodytiltinganglesoftherobotinthecaseofthebalanceequipmentrunningornotaremeasuredrespective
8、ly．Theexperimentresultsshowthatthepropulsionsystemcansatisfyt
