多足机器人单腿脚力柔顺控制研究

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1、武汉科技大学硕士学位论文多足机器人单腿脚力柔顺控制研究姓名：张鹏申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：赵慧20100425武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要多足步行机器人具有较强的机动性和适应不平地面的能力，能完成多种机器人工作，已激发广大研究人员的研究兴趣，其研究具有重要的科学意义和实际应用价值。本文在对多足步行机器人研究现状和发展趋势进行分析的基础上，提出了一种开放式的柔顺机器人控制系统的设计方法，完成了柔顺控制系统总体设计方案，组建了机器人控制系统硬件平台以及分析了机器人运动学，并对机器人进行了调试和结果处

2、理分析。本论文主要研究工作包括：首先研究比较了柔顺控制的基本理论，确定了力／位混合控制的理论方法，以及基于PC的开放式系统实现方法。此系统特点是模块化的设计和功能可扩展性，便于系统设计和改进；然后采用D．H方法建立机器人运动学模型，根据机器人实际关节的参数，运用变换方程求出运动学正解，同时采用代数法求出逆解。搭建系统硬件平台，并详细介绍了各模块的主要组成部分，其中重点是压力检测采集系统的组建实现力反馈。接着根据建立的硬件平台，运用面对对象的VC工具编辑友好的人机界面。最后运行调试系统，保存实验运行过程中接触力数据，运用M

3、ATLAB工具对实验结果处理分析，实验表明该系统具有良好的稳定性和较好的精度，为进一步研究奠定了基础。关键词：多足步行机器人；柔顺控制；运动学；模块化设计第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractMultileggedwalkingrobotshavebeengeneratingaconsiderableinterest，becauseoftheirllighperformancesinvariousrobotictasksandtheirgreatmobilityandadaptabilitytotherough

4、terrain．Theresearchontherobotsisofmomentousscientificsignificanceandpracticalapplicationvalue．AccordingtothepresentresearchanddevelopmenttrendofMultileggedwalkingrobots，acompliancecontrolsystemhavingopenarchitecturewaspresentedinthepaper．Thepapermainlycompletedth

5、estructuraldesignofcontrolsystem，alsorealizedthekinematicsanalysisofrobot，finally,carriedoutthecommissioningofsystemandtheanalysisofexperimentaldata．Themainworkofthispapercontains：Firstly,thefundamentaltheoryofcompliancecontrolWasdiscussed，ThetheoryofForce／Positi

6、onhybridcontrolandthedesignofopensystembasedonPCwereadapted．Modulardesignmethodologyandexpansionoffunctionwerethefeatureofthissystem，whichmakethedesignandthefunctionalexpansioneasily．BasedonD-Hmethod，modelsonkinematicssystemarebuilt．ThekinematicsforwardsolutionCa

7、nbededucedbyaseriesoftransformationequations，andthebackwardsolutioncarlalsobededucedbyalgebramethod．Thenestablishtheexperimentalplatformanddescribethemaincomponentsofeverymoduleindetail．Thedesignofpressureacquisitionisveryimportant．Accordingtotheexperimentalplatf

8、orm，thesoftwareinterfaceWiltsdevelopedbymeansoftheobject-orientedVC．Finally,operatedthesystemandsavedexperimentaldata,thencarriedouttheanalysisofexperimentalda