【摘要】:仿壁虎机器人在爬壁时,模仿生物壁虎对足端力的控制,利用侧向力产生的黏附力,提高机器人在墙面行走的稳定性,抵消机器人行走时的翻转力矩。仿壁虎机器人质量为388 g,R/r比值为15.3,则仿壁虎机器人前脚掌需要产生248 mN的黏附力,后腿对墙面的作用力维持在0~100 mN范围内。图6.14仿壁虎机器人足端力示意在脚掌黏附时,足端对墙面施加200 mN以上的初始接触力,使脚掌黏附材料与墙面充分接触,保证脚掌成功黏附于墙面。
仿壁虎机器人在爬壁时,模仿生物壁虎对足端力的控制,利用侧向力产生的黏附力,提高机器人在墙面行走的稳定性,抵消机器人行走时的翻转力矩。仿壁虎机器人质量为388 g,R/r比值为15.3,则仿壁虎机器人前脚掌需要产生248 mN的黏附力,后腿对墙面的作用力维持在0~100 mN范围内。由于黏附力是由侧向力产生的,且侧向力是黏附力的1.5倍,因此仿壁虎机器人在爬行时,前脚掌需要保持186 mN的侧向力,后脚掌则需要保持150 mN的侧向力,仿壁虎机器人足端受力示意如图6.14所示。
图6.14 仿壁虎机器人足端力示意
在脚掌黏附时,足端对墙面施加200 mN以上的初始接触力,使脚掌黏附材料与墙面充分接触,保证脚掌成功黏附于墙面。(www.daowen.com)
因此在MATLAB仿真中,不仅给出仿壁虎机器人足端的空间运动轨迹,还给出机器人足端在黏附于墙面时足端期望受力曲线,通过足端单腿的末端位置控制,实现对期望力曲线的跟踪,以达到产生吸附力的效果。
当机器人脚掌处于悬空状态时,期望力为0,此时通过位置控制,使脚掌运动到步态规划的位置。当脚掌黏附在墙面后,前脚掌侧向期望力为200 mN,后脚掌侧向期望力为150 mN,抬腿关节和足端期望力的关系如图6.15所示。
图6.15 抬腿关节和足端期望力的关系
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