大型重載六足機(jī)器人行走技術(shù)研究.pdf

1、六足機(jī)器人具有關(guān)節(jié)自由度多、穩(wěn)定性好、承載能力高、地形適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),其優(yōu)越的復(fù)雜地形行走技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外科學(xué)研究所關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展和人類(lèi)認(rèn)知能力的不斷提高,六足機(jī)器人大尺度重載荷的需求成為了一個(gè)新的研究方向。目前國(guó)外在此方向得到了一定的發(fā)展并取得了一些研究成果,但國(guó)內(nèi)對(duì)此方向的研究還比較少。針對(duì)以上情況本文圍繞平地和大尺度坡面環(huán)境對(duì)大型重載六足機(jī)器人的行走技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究。
　　首先,在機(jī)器人行走技術(shù)指標(biāo)基

2、礎(chǔ)上對(duì)機(jī)器人平地和坡面行走技術(shù)展開(kāi)研究。在平地運(yùn)動(dòng)環(huán)境中對(duì)機(jī)器人常規(guī)二、三、六步態(tài)的行走規(guī)劃進(jìn)行研究,并開(kāi)展對(duì)二、三、六步態(tài)之間的相互切換和平地大角度定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的研究,在平地行走規(guī)劃研究的基礎(chǔ)上,對(duì)機(jī)器人大尺度坡面行走開(kāi)展研究,并針對(duì)機(jī)器人平地運(yùn)動(dòng)環(huán)境和坡面運(yùn)動(dòng)環(huán)境的過(guò)渡過(guò)程展開(kāi)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃研究。
　　其次,在開(kāi)展對(duì)機(jī)器人平地和坡面行走規(guī)劃研究的基礎(chǔ)上,從機(jī)器人行走過(guò)程中的穩(wěn)定性和安全性角度出發(fā)對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。在控制系

3、統(tǒng)硬件方面首先對(duì)機(jī)器人控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),確定了以運(yùn)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、傳感單元、通信單元及電氣輔助單元為基本組成結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)架構(gòu),并在此基礎(chǔ)上對(duì)每個(gè)控制單元模塊進(jìn)行設(shè)計(jì);在控制系統(tǒng)軟件方面首先對(duì)機(jī)器人軟件控制系統(tǒng)的控制功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),并在此基礎(chǔ)上完成了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)模式和運(yùn)動(dòng)控制流程的設(shè)計(jì)。
　　最后,搭建了機(jī)器人行走仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別對(duì)機(jī)器人平地常規(guī)二、三、六步態(tài)行走及步態(tài)之間切換、平地大角度定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、坡面行走和平地—坡