基于力與位置柔順控制的四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制.pdf

1、四足機(jī)器人相對(duì)于兩足人形機(jī)器人有更好的穩(wěn)定性和負(fù)載能力，而比六足或八足機(jī)器人結(jié)構(gòu)和控制更為簡(jiǎn)單，是步行機(jī)器人中最有可能先實(shí)用化的機(jī)型，是步行機(jī)器人的研究熱點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前。
　　本文首先介紹了四足機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。介紹了四足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)方式。建立了包含機(jī)器人姿態(tài)參數(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了正向與逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，推導(dǎo)了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。設(shè)計(jì)了四足機(jī)器人的慣性姿態(tài)檢測(cè)模塊，采用LPR5

2、30AL和LY530ALH組成三軸角速度檢測(cè)模塊，采用ADXL335構(gòu)成三維加速度檢測(cè)模塊，利用四元數(shù)和三角函數(shù)法研究了角速度和加速度與機(jī)器人的姿態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。并在機(jī)器人足端安裝了三維力傳感器，經(jīng)靜態(tài)標(biāo)定得到三維力傳感器的解耦矩陣。并采集了機(jī)器人在無(wú)反饋狀態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)下的受力情況，通過(guò)分析其受力情況，提出了四足機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)時(shí)的力/位置控制策略。設(shè)計(jì)了四足機(jī)器人單腿的力/位置柔順控制算法，通過(guò)半實(shí)物仿真平臺(tái)，驗(yàn)證了機(jī)器人對(duì)足端力控制算法的可行