液压足式机器人刚度与阻尼特性测试技术
2025-02-10 19:19
No.1338590184106893312
技术概要
PDF全文
本技术介绍了一种用于测试液压足式机器人的等效刚度和等效阻尼映射矩阵的方法,属于机器人控制与仿真技术领域。该方法包括步骤S1:对液压机器人足端施加干扰力F<sub>L</sub>,以测量其响应,进而构建等效刚度和阻尼特性的映射矩阵,为机器人的精确控制提供数据支持。
背景技术
相比于轮式、履带式等其他类型机器人,足式机器人可以实现非连续性支撑,对未知环境具有更强的适应性,尤其是与具有较高功重比的液压系统相结合后,可以显著提升足式机器人的负重能力,使之更适合于野外作业与重物运输,目前已经成为各国的热点研究领域之一。但是,在液压足式机器人运动过程中,足端与地面之间不可避免的会产生冲击,所以需要进行柔顺控制以减少与环境接触间产生的冲击力。 与被动柔顺控制相比,主动柔顺控制通过算法模拟被动弹簧阻尼器,具有更高的环境适应性和可调节性,而阻抗控制是一种常见的主动柔顺控制方法,广泛应用于液压足式机器人腿部的柔顺控制中。目前常见的阻抗控制均在足端笛卡尔空间进行,通过在足端模拟刚度阻尼系统,可以实现腿部足端空间的柔顺效果。但在腿部足端进行阻抗控制存在两个问题,一是运动学、静力学与动力学解算过程会影响柔顺控制响应速度,二是不利于阻抗新构型中不同关节阻抗控制内环选取。因此,需要将足端阻抗控制映射到关节空间,在关节空间模拟刚度阻尼系统。 然而,笛卡尔空间与关节空间等效阻抗刚度与等效阻抗阻尼映射矩阵在推导时均基于微元思想,即等效映射矩阵更适用于液压机器人足端位移变化量较小的工况下。但在大多数情况下,机器人足端位移较大,这使得等效映射矩阵在验证过程中将会较大的误差,影响等效映射矩阵的验证精度。所以,急需一种适用于串联型液压足式机器人的等效阻抗刚度与等效阻抗阻尼映射矩阵高精度验证方法。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
巴凯先  宋颜和  谷承泽  曹泽宇  陈馨  佘进波  马国梁  俞滨  孔祥东
技术所属: 燕山大学
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