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液压四足
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高性能液压驱动四足仿生机器人基础理论与关键
       液压驱动四足机器人具有足式机器人所具有的环境适应性好、负载能力强、稳定性好、可实现多种方式的运动等优点,在探险、抢险救灾、军事等方面有着广泛的应用前景,四足机器人技术已成为机器人领域的一个重要发展方向。
       在重点项目“高性能液压驱动四足仿生机器人基础理论与关键技术研究”(项目编号:31233014),的资助下,项目组共发表论文127篇;培养博士、硕士23名,博士后4名;已授权国家发明专利20项。
主要研究成果为:
1、提出了通过增加机器人滑动方向上的位置刚度,有效防止滑动过程中的躯干姿态失衡的方法,实现了四足机器人基于变刚度规划的平面跳跃运动;研究了腿足机器人坠落时强冲击的缓冲方法,提出了可以适用于腿足式(四足)机器人的落地缓冲策略;研究了复杂地形环境中机器人静步态生成及优化方法,提出了复杂崎岖地形环境下的静步态规划方法. 建立了四足机器人的机电液一体化建模与仿真模型,研究了机器人步态规划中足端轨迹对液压驱动四足机器人系统参数的影响.自主开发了一款用于四足机器人建模、编程、和仿真的开发环境软件.
2、发展的时变方法和自适应方法可有效补偿系统中的不确定性/未知性和时变性。机器人受多种不确定性因素影响,如建模的不确定性、运行状态检测的不确定性、系统受扰动时的模型不确定性等,使用这些方法对机器人的控制具有很好的指导作用. 利用虚拟模型等效控制机器人的运动,提高机器人对环境和外力扰动的鲁棒性;提出了基于位置控制的机器人抗外力冲击的方法.
3、提出了一种基于对角步态的四足机器人全方位移动控制方法.进行了相应的软件仿真和实验平台测试. 提出了一种不需要机器人外部传感器,新的适用于崎岖地形(楼梯等高度崎岖复杂地形)的四足机器人运动控制方法.
4、在双目视觉信息处理系统方面,设计了基于PC104的双目视觉测量系统,实现了基于LSD局部直线检测器的特征点检测算法和基于颜色的Camshift目标跟踪算法. 提出了机器人环境可通过性的判定方法,实现了基于滚动窗+A*算法+B样条插值的路径规划算法及机器人的运动,提出了提出了基于Durbin-Helix的高实时性路径规划算法. 研究了仿生复眼动目标定位,建立了动目标位置快速估计算法.
另外,项目组在机器人-地面交互作用、四足机器人仿生步态及其同动力学控制间的协同机理、液压驱动机器人关节的力伺服和腿部柔顺控制方法等方面也取得了较好的研究成果。
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