單足跳躍機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、單足跳躍機(jī)器人是仿生機(jī)器人的一種，其主要研究領(lǐng)域是模擬動(dòng)物骨骼和肌肉的運(yùn)動(dòng)，來達(dá)到模擬動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)的目的。目前仿生機(jī)器人的研究主要集中在輪式(履帶)機(jī)器人和爬行機(jī)器人上。相比于這兩種機(jī)器人，單足跳躍機(jī)器人的優(yōu)勢體現(xiàn)在跳躍運(yùn)動(dòng)具有更高的運(yùn)動(dòng)效率、速度和靈活性上。通過跳躍運(yùn)動(dòng)，能夠跨越比較大的障礙物，能夠在比較復(fù)雜的地形環(huán)境靈活的運(yùn)動(dòng)。 本文研究的單足跳躍機(jī)器人采用雙臂驅(qū)動(dòng)，其彈性伸縮腿中不安裝驅(qū)動(dòng)元件，系統(tǒng)依靠內(nèi)部動(dòng)力學(xué)耦合實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)

2、站立平衡、起跳、穩(wěn)定連續(xù)跳躍運(yùn)動(dòng)。是一種欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人。 本文首先對(duì)單足跳躍機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了分析，建立了機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型。 然后，通過對(duì)機(jī)器人模型的仿真得出實(shí)現(xiàn)擺臂運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器人站立平衡的控制算法。通過分析相關(guān)的仿真結(jié)果，提出了控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求以及需要實(shí)現(xiàn)的幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)。 接著，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，提出了基于TI公司DSP(Digital SignalProcessor)TMS320F28

3、12為主控制器的下位機(jī)控制器和以PC機(jī)為上位機(jī)的控制系統(tǒng)。給出了控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和具體設(shè)計(jì)。軟件部分從下位機(jī)和上位機(jī)兩方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，給出了軟件中的一些關(guān)鍵算法以及控制系統(tǒng)中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。 最后，對(duì)單足跳躍機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)單足跳躍機(jī)器人進(jìn)行了雙臂擺動(dòng)和原地站立平衡的實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了研究和討論。 論文的研究工作主要在于控制系統(tǒng)硬件及理論的結(jié)合，后續(xù)工作將以此為平臺(tái)，在控制算法，程