機器人弧形腿與松軟地面相互作用研究.pdf

1、隨著地面力學研究水平的提高和機器人技術(shù)的發(fā)展，以及任務的多樣化，設(shè)計能夠適應復雜環(huán)境的機器人成為近些年來研究的熱點問題。對硬地面和流體環(huán)境中運動原則的探索和理解已經(jīng)達到了很高的程度，然而，分析機器人在松軟介質(zhì)環(huán)境（如沙漠，海灘，沼澤等）中的運動仍然非常困難。松軟地面作為一種典型的復雜環(huán)境，會極大降低傳統(tǒng)的輪式或履帶式機器人的機動性和通過性，對機器人的性能構(gòu)成極大的挑戰(zhàn)。移動機構(gòu)和松軟介質(zhì)之間的相互作用主要取決于移動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，介質(zhì)本

2、身的性質(zhì)，以及控制策略等。這種相互作用對機器人的移動性能起到非常重要的作用。
　　 本文主要通過理論與實驗相結(jié)合的方法分析機器人腿部與松軟介質(zhì)（干沙，濕沙和泥）相互作用過程。本文利用這種方法，成功實現(xiàn)了對相互作用過程中作用在腿部的力和轉(zhuǎn)矩的預測，揭示了一種新型的半橢圓腿式推進機構(gòu)在松軟介質(zhì)環(huán)境中的推進優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，進一步探索了角速度和腿部曲線形狀對推進性能的影響，這些工作可以被用來指導機器人推進機構(gòu)的設(shè)計和控制策略的選擇。<

3、br>　　 該方法綜合了改進的RFT模型和拖桿實驗，可以被用來預測穿透松軟介質(zhì)時移動機構(gòu)受到的反作用和評估機器人的運動表現(xiàn)。
　　 已有的RFT只適用同一平面內(nèi)的低速運動，針對移動機構(gòu)和松軟介質(zhì)相互作用過程中各個微元深度和速度的變化，本文對其進行了如下改進:加入描述速度方向和大小影響變量，既簡化了模型又考慮到了由微元速度大小不同帶來的影響;加入了描述深度影響的變量，以此來描述RFT微元的受力隨深度的變化關(guān)系。
　　 同