检索结果-内蒙古大学图书馆

吉林大学学报（工学版） 2018年第1期48卷 205-211页

作者：钱志辉周亮任雷任露泉吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 曼彻斯特大学机械航空航天和土木工程学院曼彻斯特M139PLUK

以人体足部关节为仿生模本,研制了具有仿生距下关节(矢状面内关节轴倾角为45°)和跖趾关节(添加脚趾)的新型完全被动步行机,并实现了稳态行走。通过单因素试验确定了步行机的最佳高度;采用多因素混合正交试验设计,分析了步行机高度... 详细信息

以人体足部关节为仿生模本,研制了具有仿生距下关节(矢状面内关节轴倾角为45°)和跖趾关节(添加脚趾)的新型完全被动步行机,并实现了稳态行走。通过单因素试验确定了步行机的最佳高度;采用多因素混合正交试验设计,分析了步行机高度、有无足趾、腿间距3个因素对步行机行走性能的影响。结果表明:研究范围内,对步行机行走性能(稳定行走距离和行走速度)影响最大的因素为腿间距;足部有、无脚趾对行走速度具有次要影响,而步行机高度则对行走最大距离具有次要影响。

关键词：工程仿生学被动动力行走关节斜轴仿生设计稳态行走混合正交试验设计

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髋关节含库伦摩擦被动行走器动力学建模与仿真研究

引用

工程力学 2012年第1期29卷 214-220页

作者：郭闻昊王琪王天舒北京航空航天大学一般力学研究室北京100191 清华大学工程力学系北京100084

被动动力行走是当今双足步行机器人研究的重点之一,学者对被动行走器髋关节的摩擦对其步态影响还存在分歧。该文对髋关节含库伦摩擦的直腿被动动力行走器的建模和仿真,以及摩擦对行走器步态的影响进行了研究。首先推导了髋关节含库伦摩... 详细信息

被动动力行走是当今双足步行机器人研究的重点之一,学者对被动行走器髋关节的摩擦对其步态影响还存在分歧。该文对髋关节含库伦摩擦的直腿被动动力行走器的建模和仿真,以及摩擦对行走器步态的影响进行了研究。首先推导了髋关节含库伦摩擦的被动行走器的动力学方程,该动力学方程为非线性非光滑的隐式常微分方程组;然后给出了一种基于试算法求解该动力学方程的数值计算方法;最后通过数值仿真分析了髋关节的摩擦对被动行走器步态的影响。研究成果为以后被动动力行走研究提供了一个更接近实际的模型,为数值仿真分析其动力学特性提供了一种工具。

关键词：被动动力行走库伦摩擦非光滑动力学仿真试算法

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双足有膝关节被动机器人运动特性及控制策略研究

双足有膝关节被动机器人运动特性及控制策略研究

引用

作者：王晓林哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

被动动力行走是机器人领域一个重要的研究方向，重点是对步行机理、步态特性的分析，同时结合其行走步态高效、稳定、自然、柔顺的优势，在对机器人自身结构及动力学优势充分发掘的基础上，为机器人样机的建造和推进实用化提供新的思路... 详细信息

被动动力行走是机器人领域一个重要的研究方向，重点是对步行机理、步态特性的分析，同时结合其行走步态高效、稳定、自然、柔顺的优势，在对机器人自身结构及动力学优势充分发掘的基础上，为机器人样机的建造和推进实用化提供新的思路。本文将建立双足有膝关节机器人动力学模型，并围绕轨道稳定性和全局稳定性分析被动机器人的步态特性，进一步了解被动行走本质。同时为提高机器人适应能力，提出基于强化学习的被动行走自适应控制策略，并通过仿真和样机实验验证控制策略的有效性。首先，在对被动机器人模型演化过程和直腿点足模型运动特点分析的基础上，建立一种带膝关节点足简化模型。结合人类行走特点对模型进行步态划分，通过理想化假设，采用Lagrange方程和角动量守恒推导摆动阶段和碰撞阶段的动力学方程，并给出数值仿真流程。在此基础上，建立混合系统数学模型，基于庞加莱映射原理，采用牛顿-拉普森迭代法求解不动点，分析步态误差同Floquet乘数关系；以求得不动点为初值，深入分析稳定被动动力行走步态特性。利用胞映射法，求解膝关节模型行走步态收敛域范围，并改变胞元密度以观察步态收敛域变化。针对纯被动模型步态收敛域范围小、稳定性差的缺陷，在保证纯被动行走优势的前提下，在髋关节添加PD控制使之成为准被动形式，并分析控制器参数变化对行走步态产生的影响。为模拟控制器效果，在Adams环境下建立模型进行动力学仿真，并对仿真结果进行分析。然后，在以PD控制作为底层控制的基础上，建立基于CMAC网络的Sarsa(λ)增强学习控制策略，对增益参数进行优化，提高机器人行走自适应性。应用该控制策略，在不同倾角的斜坡平面上进行仿真，对控制效果进行分析。最后，在实验室已有机器人样机的基础上进行结构和硬件改进，移植控制算法到实验样机中，并进行了不同坡度下的行走样机实验。通过对实验结果的对比分析，验证控制策略的有效性。

关键词：双足被动动力行走步态收敛域 PD控制增强学习

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