液压四足仿生机器人本体速度状态估算与动力学仿真验证

需积分: 50 1 下载量 38 浏览量 更新于2024-07-17 2 收藏 5.64MB PDF 举报
本文主要探讨了足式机器人本体运动状态估计方法的研究,特别是在针对足式机器人特有的运动灵活性、环境适应能力和非连续地面支撑能力的背景下。足式机器人,如液压作动的四足仿生机器人,与轮式和履带式机器人相比,其技术发展面临着更多的基础理论挑战。研究者徐贝贝在硕士研究生阶段,由李艳杰教授指导,聚焦于解决这一关键问题。 研究的核心内容包括三个方面:首先,作者构建了一个基于液压作动四足机器人的机械运动学模型,运用机器人学原理来理解机器人的运动规律。在此基础上,提出了一个适用于足式机器人的本体速度状态计算方法,这个方法侧重于利用支撑足的特性来估计机器人的实时运动状态。 接着,为了验证这一理论,作者利用Solidworks、ADMAS和Matlab等专业软件,创建了一个动力学仿真环境。通过将ADAMS动力学模型与Matlab/Simulink连接,实现了对机器人体动学行为的精确模拟。在该仿真环境中,作者应用所提出的本体速度状态估计算法,对机器人的运动性能进行了细致的评估和优化。 然而,理论验证仅限于仿真并不足够,因此,文章还提到了在样机实验模型上进行实际算法验证的重要性。这一步骤旨在确保算法在真实硬件条件下的可靠性和实用性,因为实际样机与仿真环境之间可能存在差异。 徐贝贝的硕士论文不仅深入研究了足式机器人本体运动状态估计的理论,还展示了如何将理论应用于实际设计和测试,这对于足式机器人的未来发展具有重要意义。这项工作不仅有助于提升足式机器人的运动精度和稳定性,也为其他领域的机器人技术提供了有价值的经验和参考。 这篇论文涵盖了从理论模型构建、仿真验证到实际应用的完整过程,是足式机器人运动状态估计研究的重要贡献,对于推动足式机器人技术的进步有着积极的推动作用。
2021-07-07 上传
机器人学本质上是处理世界上移动的事物。我们生活在一个火星漫游者,无人驾驶飞机测量地球,很快,自动驾驶汽车的时代。而且,虽然特定的机器人有其微妙之处,但在所有的应用中,我们也必须面对一些共同的问题,特别是状态估计和控制。机器人的状态是一组量,例如位置、方向和速度,如果知道,这些量可以完全描述机器人随时间的运动。在这里,我们把注意力完全放在估计机器人状态的问题上,而忽略了控制的概念。是的,控制是必不可少的,因为我们想让我们的机器人以某种方式运行。但是,这样做的第一步通常是确定国家的过程。而且,对于实际问题,状态估计的难度往往被低估,因此,将其与控制放在同等的地位上是很重要的。在这本书中,我们介绍了高斯测量噪声污染的线性系统的经典估计结果。然后我们研究了非高斯噪声非线性系统的一些推广。与典型的估计文本不同,我们详细研究了如何将一般的估计结果裁剪为在三维空间中操作的机器人,提倡一种处理旋转的特殊方法。本简介的其余部分提供了一些估计的历史,讨论了传感器和测量的类型,并介绍了状态估计问题。文章最后对书中的内容进行了分类,并提供了一些其他的阅读建议。   大约4000年前,早期的海员面临着一个车辆状态估计问题:如何在海上确定船的位置。早期开发原始海图和观测太阳的尝试使得当地可以沿着海岸线航行。然而,直到15世纪,随着关键技术和工具的出现,在公海上进行全球航行才成为可能。航海罗盘是磁罗盘的早期形式,允许对方向进行粗略的测量。罗盘加上粗略的海图,使人们能够沿着主要目的地(即遵循罗盘方位)之间的垂直线航行,然后逐渐发明了一系列仪器,使人们能够测量遥远点之间的角度(即十字标尺、等高仪、象限仪、六分仪经纬仪)。