雙足機(jī)器人小腿減振研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類生活質(zhì)量的提高，雙足機(jī)器人以其類人特點(diǎn)在機(jī)器人研究領(lǐng)域占據(jù)著越來越重要的地位，有著非常廣闊的應(yīng)用空間和商業(yè)前景。但雙足機(jī)器人在行走過程中由于足部與地面的碰撞而不斷受到自下而上的沖擊作用，影響了機(jī)器人行走的穩(wěn)定性及步行速度，同時(shí)干擾了機(jī)器人上身平臺(tái)安裝的各種傳感器的正常工作。因此通過在雙足機(jī)器人小腿部位采取減振措施隔離或衰減來自地面的沖擊具有重要的研究意義，為雙足機(jī)器人行走穩(wěn)定性優(yōu)化提供了一種新方法。
　　在

2、第一代雙足機(jī)器人減振小腿設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上，取長(zhǎng)補(bǔ)短設(shè)計(jì)并加工制造了第二代減振小腿，主要包括了主動(dòng)作動(dòng)器音圈電機(jī)運(yùn)行平臺(tái)和減振小腿支架的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。新型減振小腿采用TMS320F28335DSP作為主控制器，以驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部控制芯片作為從控制單元，豐富了主動(dòng)減振系統(tǒng)的控制模式。采用獨(dú)立模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD7656模塊作為加速度傳感器的信號(hào)采集電路，拓展了模擬量輸入信號(hào)的范圍。采取絕緣措施解決了系統(tǒng)電磁干擾問題，并利用減振小腿實(shí)驗(yàn)平臺(tái)做了實(shí)驗(yàn)研

3、究。
　　分析了減振小腿振動(dòng)傳遞通道的動(dòng)力學(xué)特性并建立了減振小腿的通道機(jī)理數(shù)學(xué)模型，并分別采用固定步長(zhǎng)因子與基于模糊推理的變步長(zhǎng)因子的濾波x-LMS算法作為主動(dòng)減振控制方法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明主被動(dòng)聯(lián)合減振比傳統(tǒng)單純被動(dòng)減振效果好。但數(shù)學(xué)機(jī)理建模不能準(zhǔn)確反映振動(dòng)傳遞通道之間的耦合、不同作用力的相互干擾等問題，為此搭建了基于SimMechanics建模的虛擬減振小腿機(jī)械模型，而后采用自抗擾控制算法進(jìn)行了仿真研究。最后進(jìn)行了減