理论教育 使用仿壁虎机器人的单腿黏附力控制方法

使用仿壁虎机器人的单腿黏附力控制方法

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:但仿壁虎机器人除了要满足关节之间相互协调的步态位置,还要满足机器人稳定地吸附于墙壁之上。因此,仿壁虎机器人对足端黏附力的控制是足式爬壁机器人运动控制中十分重要的环节,它不仅能够提高机器人对环境的自适应,还能提高机器人在墙壁上爬行的稳定性,因此仿壁虎机器人对足端黏附力的控制是必不可少的。

使用仿壁虎机器人的单腿黏附力控制方法

针对仿壁虎机器人以三角步态在壁面上爬行时出现各关节之间过驱动的情况,通过ADMAS和MATLAB等软件规划步态[132]。但仿壁虎机器人除了要满足关节之间相互协调的步态位置,还要满足机器人稳定地吸附于墙壁之上。从步态控制的角度,位置步态只能规划出机器人足端在空间中沿预定的轨迹运动,机器人抬腿运动时,机器人足端脚掌不与墙面相接触,只需要控制足端位置。通过爬壁实验发现,当机器人足端脚掌和墙面黏附时,机器人足端进入约束空间。位置控制只能保证机器人前进时各关节无过驱动,保证机身始终指向前方,但无法利用黏附材料的方向性产生吸附力矩,抵消机器人爬壁时的翻转力矩。因此,仿壁虎机器人对足端黏附力的控制是足式爬壁机器人运动控制中十分重要的环节,它不仅能够提高机器人对环境自适应,还能提高机器人在墙壁上爬行的稳定性,因此仿壁虎机器人对足端黏附力的控制是必不可少的。

本章首先对生物壁虎在90°墙面爬行时的足端反力进行分析,提出基于力反馈的仿壁虎机器人足端力控制策略;对足端脚掌建立弹簧模型,采用增量式关节转动方式,设计机器人单腿力跟踪算法;利用Quanser的半实物仿真平台,验证仿壁虎机器人对足端三维力跟踪算法;将单腿力跟踪控制算法加入机器人仿真系统中,使仿壁虎机器人通过对足端反力的控制,实现机器人稳定地吸附于壁面。(www.daowen.com)

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