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文檔簡介
1、隨著機器人理論以及技術的發(fā)展,世界各國研制出許許多多面向不同任務的不同種類的機器人樣機。面向非連續(xù)介質的移動機械臂作為機器人中的一類同樣有著日新月異的發(fā)展,拓展此類機器人運動能力也成為其中一個重要的研究方向。本論文主要對空間桁架用雙臂手移動機器人的地面步行運動的相關內容進行研究,包括對雙臂手機器人的運動學、步行穩(wěn)定約束、移動方式分析、步態(tài)規(guī)劃、以及步行穩(wěn)定控制和仿真驗證等。
本文根據雙臂手機器人樣機建立其質心連桿模型,采用幾何
2、法分析該機器人的正運動學與逆運動學,推導雙臂手機器人的ZMP表達式并給出其他穩(wěn)定步行的力學約束。通過分析雙臂手機器人地面步行的能力,根據其運動特點確定了機器人的翻轉步態(tài)和挪移步態(tài)兩種地面直線步行的兩種移動方式。采用關節(jié)空間規(guī)劃與笛卡爾空間規(guī)劃相結合的方法對每種移動方式進行分段規(guī)劃,規(guī)劃出機器人不同移動方式下的步行樣本。建立雙臂手機器人地面反力的接觸力傳感器測量系統(tǒng),推導ZMP的測量方法。采用關節(jié)補償實現對機器人實際ZMP的控制,分析機器
3、人各關節(jié)對ZMP的影響,確定單臂支撐期的補償關節(jié)。推導關節(jié)補償量與ZMP誤差的關系,設計關節(jié)補償控制器。
根據雙臂手機器人的簡化模型,在Adams中建立虛擬樣機。根據設計的關節(jié)補償控制器,在Matlab/Simulink建立機器人的步行穩(wěn)定控制器,并建立聯(lián)合仿真系統(tǒng)。在Adams仿真環(huán)境下實現了翻轉步態(tài)與挪移步態(tài)的運動仿真,得到的關節(jié)速度與關節(jié)力矩曲線驗證步行樣本的正確性;在Adams與Matlab的聯(lián)合仿真環(huán)境下實現了機器人
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