基于稳定性指标的分段弧腿式搜救机器人越障建模与步态设计

作     者：李秉宣 张世月 苏卫华 LI Bing-xuan;ZHANG Shi-yue;SU Wei-hua

作者机构：军事科学院国防科技创新研究院北京100071 天津(滨海)人工智能创新中心天津300457 

基　　金：国家自然科学基金重大研究计划项目(91948303-4) 天津市科技计划项目(18ZXJMTG00160,19ZXJRG X00080) 

出 版 物：《医疗卫生装备》 (Chinese Medical Equipment Journal)

年 卷 期：2020年第41卷第6期

页      码：32-36页

摘      要：目的:完成分段弧腿式搜救机器人的步态设计,保证机器人能够翻越障碍物的同时具有较低的质心波动和能量损耗。方法:构建机器人越障模型,计算不同弧腿触地运动时的最大越障高度。构建机器人的稳定性指标,计算机器人的稳定裕度。完成机器人电动机双段正弦转速曲线的建模,分析机器人支撑相角度和机器人质心波动、能量损耗间关系,进而在满足越障需求的情况下确定机器人支撑相角度,完成步态设计。进行静应力分析和仿真实验验证该步态设计方法的可行性。结果:静应力分析表明,运动过程中机器人弧腿结构未发生塑性变形,能够正常运动。仿真实验表明,机器人在成功越障的同时,质心波动程度和能量损耗都有较大程度的降低。结论:该步态设计方法能够保证分段弧腿式搜救机器人具有较低的质心波动和能量损耗水平,为机器人的载荷提供了更加稳定的工作环境。

主 题 词：弧腿式机器人 搜救机器人 越障建模 稳定性指标 步态设计 质心波动 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 080202[080202] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 0836[0836] 

D　O　I：10.19745/j.1003-8868.2020129

馆 藏 号：203944823...