四輪機器人著地模型及控制方法研究.pdf

1、本課題構建了四輪可重構機器人移動平臺,該機器人可以通過重構懸架使四輪保持著地,從而增加了機器人非機構環(huán)境下的穩(wěn)定性,達到越障要求。本文主要針對該四輪可重構機器人著地模型及控制方法開展研究,在可重構懸架結構、運動學分析、穩(wěn)定性評價方法、著地模型及控制、嵌入式控制系統(tǒng)設計等方面尋求實用有效的設計方法。
　　 通過對國內外已有非結構化地面機器人機械結構和平衡結構的研究,結合本課題需要,設計了機器人四輪半主動并聯(lián)懸架結構,分析了此結構的

2、特點和優(yōu)勢。
　　 作為一種多支鏈運動結構,該四輪機器人具有時變的運動拓撲結構,同時還是一種冗余驅動系統(tǒng),因此需要建立一個簡單有效的實時的機器人行走運動學模型。同時,制約機器人廣泛應用的主要問題是其穩(wěn)定性問題,為了準確的評定四輪機器人的穩(wěn)定性和抗擾性,本課題試圖尋求一種更具有一般性的穩(wěn)定性評價方法建立干擾項、重心高度、支撐面姿態(tài)以及機器人質量等參數(shù)與穩(wěn)定裕度的關系,為全面的評價機器人穩(wěn)定性提供了依據(jù)。
　　 當路面有彈性

3、變形或者機器人踏上障礙時,單純的位置控制會導致軀體的絕對高度降低或者姿態(tài)改變。因此四輪機器人在前進過程中除了要滿足重心的穩(wěn)定性外,還要滿足機體的平衡。本課題在提高機器人穩(wěn)定性的基礎上,結合輪力反饋控制,采用四輪著地模型簡單實用的控制策略,實現(xiàn)機器人穩(wěn)定性及平衡的統(tǒng)一。
　　 最后采用多處理器的主從控制架構,設計了相應的外圍接口電路和接口程序。同時開展了基本重構姿態(tài)及非平坦路面的四輪著地實驗,驗證機器人設計及理論分析的正確性。