【摘 要】
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轮腿机器人在越障及振动时,不可避免出现位姿(质心位置与俯仰、侧倾姿态)变化。为实现对其位姿的控制,将汽车的多连杆悬挂系统应用到轮腿机器人设计当中,设计了一款新型轮腿
【机 构】
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吉林大学汽车工程学院; 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室;
【基金项目】
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国家自然科学基金(51705185);国家重点研发计划(2017YFC0601604)
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轮腿机器人在越障及振动时,不可避免出现位姿(质心位置与俯仰、侧倾姿态)变化。为实现对其位姿的控制,将汽车的多连杆悬挂系统应用到轮腿机器人设计当中,设计了一款新型轮腿式全地形移动机器人,降低复杂地面对轮腿机器人姿态的影响,保证轮腿机器人在复杂环境下自身姿态的稳定性。首先建立了轮腿机器人的单腿运动学模型,并搭建了单腿试验台架,验证了模型的正确性;接着针对轮腿机器人的位姿问题分别建立俯仰与侧倾模型,并对轮腿机器人的位姿进行解耦运算,在满足轮腿机器人各质心位置分量(X、Y、Z)不变的情况下实现其姿态的闭环控制;然后采用P(比例)控制在SIMULINK中搭建轮腿机器人位姿控制策略;最后在ADAMS中创建轮腿机器人虚拟样机,并建立适用于大外倾角的PAC轮胎模型,利用SIMULINK和ADAMS联合仿真模型验证轮腿机器人在立体坡面上的位姿控制效果,仿真结果表明轮腿机器人的质心位置与姿态均有很好的跟踪效果,其中质心位置误差、姿态误差分别控制在4.3%、5%内,验证了文章所述轮腿机器人位姿控制算法的有效性。
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